[发明专利]基于线结构光视觉传感器引导的焊接机器人系统标定方法

摘要

本发明涉及一种基于线结构光视觉传感器引导的焊接机器人系统标定方法，其包括第一步、控制机械臂变换位姿，通过相机获取圆靶标图像后，完成圆靶标图像和世界坐标的匹配，以得到相机的内部参数矩阵、外参数矩阵RT；第二步、通过Hough变换求出线激光光条的线方程；利用第一步得到的外参数矩阵RT得到线激光光条平面在相机坐标系下的平面方程；第三步、利用四元数法计算得到机械臂末端坐标系与机械臂基坐标系的变换矩阵；第四步、计算出焊接工件末端点在机械臂坐标下的坐标值，并结合机械臂位姿计算出工件在所述位姿下的偏移值。本发明灵活、精度高、速度快、稳定性好，实时性强，方法简单，计算量小，通用性强。

主权项

1.一种基于线结构光视觉传感器引导的焊接机器人系统标定方法，其特征是，所述焊接机器人系统标定方法包括如下步骤：第一步、控制机械臂变换位姿，使得相机在多个位姿拍摄一个任意放置且位置不变的圆靶标，选择的位姿必须使的所有圆靶标上的圆点在相机视场范围内，并且保证固定在相机上线激光器所产生的线激光光平面在圆靶标上产生的光条部分也在视场范围内；通过相机获取圆靶标图像后，提取圆靶标图像上圆形斑点的圆心坐标并识别角点的行列值，以完成圆靶标图像和世界坐标的匹配，然后根据张正友标定算法得到相机的内部参数矩阵外参数矩阵RT；其中，α＝f/dx、β＝f/dy，f为相机焦距，dx，dy为相机内单个CCD感光元件长度、宽度；γ为反映相机内CCD感光元件排列倾斜程度的物理量，u₀、v₀为相机的镜头光轴和CCD感光元件的交点像素坐标；第二步、根据第一步中得到的带线激光光条的圆靶标图像，提取线激光光条，细化提取的线激光光条，通过Hough变换求出线激光光条的线方程；利用第一步得到的外参数矩阵RT得到线激光光条平面在相机坐标系下的平面方程；第三步、根据第一步中每个位姿对应的机械臂姿态，利用四元数法计算得到机械臂末端坐标系与机械臂基坐标系的变换矩阵，即获得手眼变换矩阵H；第四步、将焊接工件放置于机械臂末端，控制焊接工件在固定机械臂末端位姿下对圆靶标上一点精确点触，计算出焊接工件末端点在机械臂坐标下的坐标值，并结合机械臂位姿计算出工件在所述位姿下的偏移值。