机器人手眼标定精度验证系统技术方案

本发明专利技术属于机器人检测技术领域，公开了一种机器人手眼标定精度验证系统，包括：标定笔组件，包括连接座和固定笔；所述连接座用于与待验证机器人的末端连接；所述固定笔固定设置在所述连接座的下侧；检测装置，包括触摸屏；所述检测装置用于获取目标触碰点的目标位置数据，根据所述目标位置数据在所述触摸屏上显示所述目标触碰点的图像，获取待验证机器人带动所述固定笔触碰所述目标触碰点时所述固定笔下端在所述触摸屏上的第一实际触碰点的第一实际触碰位置数据，根据所述目标位置数据和所述第一实际触碰位置数据计算所述待验证机器人的手眼标定误差；能够高效准确地对机器人手眼标定精度进行验证。眼标定精度进行验证。眼标定精度进行验证。

【技术实现步骤摘要】
机器人手眼标定精度验证系统


[0001]本专利技术涉及机器人检测
，尤其涉及一种机器人手眼标定精度验证系统。

技术介绍

[0002]机器人在完成手眼标定后，通常需要对其手眼标定精度进行验证。一般地，在手眼标定后，控制机器人用工具尖端触碰标定板的圆心或棋盘格角点，然后由人工通过肉眼观察工具尖端的实际触碰位置与目标位置（圆心或棋盘格角点）之间的偏差，进而根据该偏差确定手眼标定精度是否符合要求。这种验证方法由于依靠肉眼观察，效率较低，容易导致标定人员的视觉疲劳，而且验证结果的准确性取决于人的经验，验证结果的准确性较差。

技术实现思路

[0003]鉴于上述现有技术的不足之处，本申请的目的在于提供一种机器人手眼标定精度验证系统，能够高效准确地对机器人手眼标定精度进行验证。
[0004]本申请提供一种机器人手眼标定精度验证系统，包括：标定笔组件，包括连接座和固定笔；所述连接座用于与待验证机器人的末端连接；所述固定笔固定设置在所述连接座的下侧；检测装置，包括触摸屏；所述检测装置用于获取目标触碰点的目标位置数据，根据所述目标位置数据在所述触摸屏上显示所述目标触碰点的图像，获取所述待验证机器人带动所述固定笔触碰所述目标触碰点时,所述固定笔下端在所述触摸屏上的第一实际触碰点的第一实际触碰位置数据，根据所述目标位置数据和所述第一实际触碰位置数据计算所述待验证机器人的手眼标定误差。
[0005]本申请的机器人手眼标定精度验证系统，使用时，把标定笔组件连接到机器人末端，并在触摸屏上显示目标触碰点的图像，机器人会在自身的视觉系统的引导下带动固定笔触碰目标触碰点，此时，触摸屏可快速准确地检测到第一实际触碰点的第一实际触碰位置数据，进而根据目标触碰点的目标位置数据和该第一实际触碰位置数据即可计算待验证机器人的手眼标定误差，完成对机器人手眼标定精度的验证；与现有计算中依靠肉眼进行验证的方式相比，验证效率更高，且验证结果的准确性性更高。
[0006]优选地，所述手眼标定误差包括第一误差；所述检测装置用于根据所述目标位置数据和所述第一实际触碰位置数据计算所述目标触碰点与所述第一实际触碰点之间的距离，并以所述距离为所述第一误差。
[0007]通过计算第一误差，可验证机器人手眼标定的二维位置精度，若是要对机器人的二维手眼标定结果进行精度验证，则只要计算出第一误差就完成验证过程，可见，该机器人手眼标定精度验证系统可实现对二维手眼标定结果的精度的快速验证。
[0008]优选地，所述检测装置用于在获取目标触碰点的目标位置数据的时候，执行：在预设的二维坐标范围内，随机生成二维坐标数据作为所述目标触碰点的目标位置数据。
[0009]优选地，所述固定笔的下端设置有用于测量所述固定笔的笔尖的压力数据的第二传感器；所述检测装置还用于获取所述第二传感器测得的压力数据，当所述压力数据不在预设的安全压力范围内时，向所述待验证机器人发送调整指令，使得所述待验证机器人调整所述标定笔组件的上下位置直到所述压力数据在预设的安全压力范围内。
[0010]优选地，所述手眼标定误差包括第二误差；所述第二误差包括三维位置误差和姿态角度误差；所述标定笔组件还包括伸缩笔，所述伸缩笔与所述固定笔平行且可沿长度方向伸缩，所述伸缩笔的上端与所述连接座固定连接，所述伸缩笔的下端可移动至低于所述固定笔下端的位置，并可移动至高于所述固定笔下端的位置；所述伸缩笔包括第一传感器，所述第一传感器用于测量所述伸缩笔的伸长长度数据；所述检测装置还用于获取所述伸缩笔下端在所述触摸屏上的第二实际触碰点的第二实际触碰位置数据，获取所述标定笔组件的上下位置调整数据，获取所述第一传感器测得的伸长长度数据，根据所述目标位置数据、所述第一实际触碰位置数据、所述第二实际触碰位置数据、所述标定笔组件的上下位置调整数据和所述伸长长度数据计算所述第二误差。
[0011]通过计算第二误差，可验证机器人手眼标定的三维位置精度和姿态角度精度，可实现对机器人的三维手眼标定结果的精度的快速验证。
[0012]优选地，所述第一实际触碰位置数据、所述第二实际触碰位置数据、所述标定笔组件的上下位置调整数据和所述伸长长度数据均为所述待验证机器人带动所述固定笔垂直地触碰所述目标触碰点时测得的数据；所述检测装置用于在根据所述目标位置数据、所述第一实际触碰位置数据、所述第二实际触碰位置数据、所述标定笔组件的上下位置调整数据和所述伸长长度数据计算所述第二误差时，执行：根据以下公式计算绕z轴的姿态角度误差、绕y轴的姿态角度误差和绕x轴的姿态角度误差：;;;;其中，rz为所述绕z轴的姿态角度误差，ry为所述绕y轴的姿态角度误差，rx为所述
绕x轴的姿态角度误差，x1、y1分别是所述第二实际触碰位置数据中的横坐标值和纵坐标值，x0、y0分别是所述第一实际触碰位置数据中的横坐标值和纵坐标值，d是所述第二实际触碰点与所述第一实际触碰点之间的距离，L为所述伸缩笔的伸长长度数据，L1为所述固定笔真正垂直地触碰所述触摸屏的时候所述伸缩笔触碰所述触摸屏时的伸长长度数据。
[0013]优选地，所述检测装置用于在根据所述目标位置数据、所述第一实际触碰位置数据、所述第二实际触碰位置数据、所述标定笔组件的上下位置调整数据和所述伸长长度数据计算所述第二误差时，还执行：根据以下公式计算所述目标触碰点与所述第一实际触碰点之间的等效距离，并以所述等效距离作为所述三维位置误差：；其中，
△
L为所述目标触碰点与所述第一实际触碰点之间的等效距离， x2、y2分别是所述目标位置数据中的横坐标值和纵坐标值，
△
z为所述标定笔组件的上下位置调整数据。
[0014]优选地，所述第二传感器为压力传感器；所述固定笔包括主笔杆、设置在所述主笔杆下端的所述第二传感器和连接在所述第二传感器下端的笔尖部。
[0015]优选地，所述伸缩笔包括固定套筒，设置在所述固定套筒上部的电机，以及可滑动地插接在所述固定套筒下部的伸缩杆；所述伸缩杆沿轴向设置有一个螺纹孔，所述螺纹孔中连接有一根螺杆，所述螺杆与所述电机的转轴连接，所述电机用于驱动所述螺杆往复转动从而带动所述伸缩杆上下移动；所述第一传感器为与所述电机的转轴连接的旋转编码器。
[0016]优选地，所述伸缩杆的周面上设置至少一个沿轴向延伸的限位滑槽，所述固定套筒的内表面设置对应的限位凸块，所述限位凸块伸入对应的所述限位滑槽中。
[0017]有益效果：本申请提供的机器人手眼标定精度验证系统，使用时，把标定笔组件连接到机器人末端，并在触摸屏上显示目标触碰点的图像，机器人会在自身的视觉系统的引导下带动固定笔触碰目标触碰点，此时，触摸屏可快速准确地检测到第一实际触碰点的第一实际触碰位置数据，进而根据目标触碰点的目标位置数据和该第一实际触碰位置数据即可计算待验证机器人的手眼标定误差，完成对机器人手眼标定精度的验证；与现有计算中依靠肉眼进行验证的方式相比，验证效率更高，且触摸屏可精确地检测到触碰点的位置数据，验证结果的准确性性更高。
附图说明...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人手眼标定精度验证系统，其特征在于，包括：标定笔组件，包括连接座和固定笔；所述连接座用于与待验证机器人的末端连接；所述固定笔固定设置在所述连接座的下侧；检测装置，包括触摸屏；所述检测装置用于获取目标触碰点的目标位置数据，根据所述目标位置数据在所述触摸屏上显示所述目标触碰点的图像，获取所述待验证机器人带动所述固定笔触碰所述目标触碰点时,所述固定笔下端在所述触摸屏上的第一实际触碰点的第一实际触碰位置数据，根据所述目标位置数据和所述第一实际触碰位置数据计算所述待验证机器人的手眼标定误差。2.根据权利要求1所述的机器人手眼标定精度验证系统，其特征在于，所述手眼标定误差包括第一误差；所述检测装置用于根据所述目标位置数据和所述第一实际触碰位置数据计算所述目标触碰点与所述第一实际触碰点之间的距离，并以所述距离为所述第一误差。3.根据权利要求1所述的机器人手眼标定精度验证系统，其特征在于，所述检测装置用于在获取目标触碰点的目标位置数据的时候，执行：在预设的二维坐标范围内，随机生成二维坐标数据作为所述目标触碰点的目标位置数据。4.根据权利要求1所述的机器人手眼标定精度验证系统，其特征在于，所述固定笔的下端设置有用于测量所述固定笔的笔尖的压力数据的第二传感器；所述检测装置还用于获取所述第二传感器测得的压力数据，当所述压力数据不在预设的安全压力范围内时，向所述待验证机器人发送调整指令，使得所述待验证机器人调整所述标定笔组件的上下位置直到所述压力数据在预设的安全压力范围内。5.根据权利要求4所述的机器人手眼标定精度验证系统，其特征在于，所述手眼标定误差包括第二误差；所述第二误差包括三维位置误差和姿态角度误差；所述标定笔组件还包括伸缩笔，所述伸缩笔与所述固定笔平行且可沿长度方向伸缩，所述伸缩笔的上端与所述连接座固定连接，所述伸缩笔的下端可移动至低于所述固定笔下端的位置，并可移动至高于所述固定笔下端的位置；所述伸缩笔包括第一传感器，所述第一传感器用于测量所述伸缩笔的伸长长度数据；所述检测装置还用于获取所述伸缩笔下端在所述触摸屏上的第二实际触碰点的第二实际触碰位置数据，获取所述标定笔组件的上下位置调整数据，获取所述第一传感器测得的伸长长度数据，根据所述目标位置数据、所述第一实际触碰位置数据、所述第二实际触碰位置数据、所述标定笔组件的上下位置调整数据和所述伸长长度数据计算所述第二误差。6.根据权利要求5所述的机器人手眼标定精度验证系统，其特征在于，所述第一实际触碰位置数据、所述第二实际触碰位置数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋梦洒，武钰瑾，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：发明
国别省市：