【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机器人手眼标定领域，具体涉及一种机器人动态跟随的标定方法。
技术介绍
1、在工业应用领域中，机器人需要依靠手眼系统执行机械加工、安装等任务。手眼系统是由相机和机器人手臂构成的视觉系统，其中，相机相当于人的眼睛，机器人手臂末端相当于人的手。视觉定位引导机器人手臂执行任务，首先要将相机坐标和机器人坐标进行标定，使视觉定位的相机坐标转换为机器人坐标，以完成视觉的引导，其中手眼标定是视觉引导机器人手臂的关键所在。
2、但现有的标定方法所对应的应用场景均为静态场景，机器人无法灵活准确地跟随工件，若工件移动，则需待其移动结束恢复至静止状态，机器人才可对其进行操作。这极大地限制了机器人在复杂任务中的适应性和灵活性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提出一种机器人动态跟随的标定方法，机器人依据该标定方法能够实现对工件的跟随，从而适应更多的任务场景。
2、本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种机器人动态跟随的标定方法，包括如下步骤：
4、步骤s1、在传送带侧边安装相机和编码器轮，使相机发射的激光线与传送带传送方向垂直，在机器人法兰上安装工具，利用机器人之外的第一尖锥，采用六点标定法标定工具坐标系，编码器轮包括橡胶轮和与橡胶轮连接的旋转编码器，橡胶轮与传送带连接以随着传送带动作而旋转；
5、步骤s2、在传送带上放置第二尖椎，第二尖椎位于机器人上游侧，机器人控制工具靠近第二尖锥，以确定a点，抬起工具，启动传送带，第二尖椎随
6、步骤s3、在所述工具坐标系和工件坐标系下，确定跟随范围的起始点和最终点；
7、步骤s4、在传送带上放置第二尖椎，第二尖椎位于机器人上游侧，机器人控制工具靠近第二尖锥尖端点，记录此时机器人的位置p1的坐标，抬起工具，启动传送带，第二尖椎随传送带移动至机器人下游侧，机器人控制工具靠近第二尖锥尖端点，记录此时机器人的位置p2的坐标，求解位置p1与位置p2之间的距离，并根据该距离求解编码器的电子齿轮比e；
8、步骤s5、在传送带上放置第二标定块并使第二标定块侧面经过工件坐标系的原点，传送带动作，使激光线经过工件坐标系的原点，激光线与工件坐标系的y轴垂直，并通过相机软件获取工件坐标系原点的像素坐标，记录此时编码器的数值l3，利用视觉扫描软件，根据原点的像素坐标，计算手眼标定矩阵的x坐标和z坐标；
9、步骤s6、传送带动作，将第二标定块移动至机器人正前方，记录此时编码器的数值l4，根据公式y=(l4-l3)/e求解手眼标定矩阵的y坐标，并按照工件坐标系y轴正方向标定工件坐标系。
10、进一步的，所述步骤s1中，所述采用六点标定法标定工具坐标系具体包括：控制机器人以六种不同的姿态将工具的末端点靠近第一尖锥，以得到六个位置点，将该六个位置点以笛卡尔坐标系的形式记录，根据这六个位置点的坐标以及设定的平均误差值，即可完成工具坐标系的标定。
11、进一步的，所述步骤s2中，所述a点和b点均位于相机下游侧且a点位于靠近相机侧。
12、进一步的，所述步骤s3中，确定跟随范围的起始点和最终点包括：在所述传送带上的预定位置放置第二标定块，此时第二标定块位于机器人上游侧，机器人控制工具靠近第二标定块以获取跟随范围的起始点，将工具抬起，启动传送带，第二标定块随传送带移动另一预定位置，该位置位于机器人下游，机器人控制工具以相同的姿态靠近第二标定块的同一点，该点即为跟随范围的最终点，起始点和最终点分别距离传送带起点和终点100-300mm。
13、进一步的，所述步骤s3中，确定跟随范围的起始点和最终点包括：所述相机设置在传送带起始侧，使机器人移动至靠近相机一侧的预定位置，将该预定位置作为跟随范围的起始点，再使机器人移动至远离相机一侧的预定位置，将该预定位置作为跟随范围的最终点，起始点和最终点分别距离传送带起点和终点100-300mm。
14、进一步的，所述步骤s4中，第二尖锥位于机器人上游侧的点与位于机器人下游侧的点之间的距离不小于传送带距离的1/2-3/4。
15、进一步的，所述步骤s4中，根据公式求解编码器的电子齿轮比 e，其中， l1为位置p1时对应的编码器数据， l2为位置p2时对应的编码器数据， dis为位置p1与位置p2之间的距离。
16、进一步的，所述步骤s1中，在传送带上放置第三标定块，使第三标定块的第一侧边边缘线与传送带的传送方向平行，若第三标定块与传送带的传送方向垂直的第二侧边边缘线与激光线重合，则表示激光线与传送带传送方向垂直，若是两者未重合，则需要调节相机高度来使两者重合。
17、进一步的，所述步骤s1中，在传送带上放置第三标定块，该第三标定块至于激光线能够照射到的地方，分别获取激光线与第三标定块上表面相交的两个点，通过相机软件daheng mer-series viewer分别获取该两个点的像素值，当该两个点的像素值差的绝对值不大于3时，则表示激光线与传送带传送方向垂直，若是像素值差的绝对值大于3，则需要调整相机高度来使像素差的绝对值不大于3。
18、本专利技术具有如下有益效果：
19、本专利技术首先采用六点标定法标定工具坐标系，其次通过将第二尖椎置于相对于机器人不同的位置，从而确定工件坐标系的原点和y轴正方向，然后在工具坐标系和工件坐标系下，确定跟随范围的起始点和最终点，之后通过求解编码器的电子齿轮比得到手眼标定矩阵并最终标定工件坐标系，机器人依据该标定方法能够实现对工件的跟随，适应性和灵活性都更高，从而适应更多的任务场景。
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1.一种机器人动态跟随的标定方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种机器人动态跟随的标定方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述采用六点标定法标定工具坐标系具体包括：控制机器人以六种不同的姿态将工具的末端点靠近第一尖锥，以得到六个位置点，将该六个位置点以笛卡尔坐标系的形式记录，根据这六个位置点的坐标以及设定的平均误差值，即可完成工具坐标系的标定。
3.根据权利要求1所述的一种机器人动态跟随的标定方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述A点和B点均位于相机下游侧且A点位于靠近相机侧。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种机器人动态跟随的标定方法，其特征在于：所述步骤S3中，确定跟随范围的起始点和最终点包括：在所述传送带上的预定位置放置第二标定块，此时第二标定块位于机器人上游侧，机器人控制工具靠近第二标定块以获取跟随范围的起始点，将工具抬起，启动传送带，第二标定块随传送带移动另一预定位置，该位置位于机器人下游，机器人控制工具以相同的姿态靠近第二标定块的同一点，该点即为跟随范围的最终点，起始点和最终点分别距离传送带起点和终点100-
5.根据权利要求1或2或3所述的一种机器人动态跟随的标定方法，其特征在于：所述步骤S3中，确定跟随范围的起始点和最终点包括：所述相机设置在传送带起始侧，使机器人移动至靠近相机一侧的预定位置，将该预定位置作为跟随范围的起始点，再使机器人移动至远离相机一侧的预定位置，将该预定位置作为跟随范围的最终点，起始点和最终点分别距离传送带起点和终点100-300mm。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种机器人动态跟随的标定方法，其特征在于：所述步骤S4中，第二尖锥位于机器人上游侧的点与位于机器人下游侧的点之间的距离不小于传送带距离的1/2-3/4。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种机器人动态跟随的标定方法，其特征在于：所述步骤S4中，根据公式求解编码器的电子齿轮比E，其中，L1为位置P1时对应的编码器数据，L2为位置P2时对应的编码器数据，Dis为位置P1与位置P2之间的距离。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种机器人动态跟随的标定方法，其特征在于：所述步骤S1中，在传送带上放置第三标定块，使第三标定块的第一侧边边缘线与传送带的传送方向平行，若第三标定块与传送带的传送方向垂直的第二侧边边缘线与激光线重合，则表示激光线与传送带传送方向垂直，若是两者未重合，则需要调节相机高度来使两者重合。
9.根据权利要求1或2或3所述的一种机器人动态跟随的标定方法，其特征在于：所述步骤S1中，在传送带上放置第三标定块，该第三标定块至于激光线能够照射到的地方，分别获取激光线与第三标定块上表面相交的两个点，通过相机软件Daheng MER-Series Viewer分别获取该两个点的像素值，当该两个点的像素值差的绝对值不大于3时，则表示激光线与传送带传送方向垂直，若是像素值差的绝对值大于3，则需要调整相机高度来使像素差的绝对值不大于3。
...【技术特征摘要】
1.一种机器人动态跟随的标定方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种机器人动态跟随的标定方法，其特征在于：所述步骤s1中，所述采用六点标定法标定工具坐标系具体包括：控制机器人以六种不同的姿态将工具的末端点靠近第一尖锥，以得到六个位置点，将该六个位置点以笛卡尔坐标系的形式记录，根据这六个位置点的坐标以及设定的平均误差值，即可完成工具坐标系的标定。
3.根据权利要求1所述的一种机器人动态跟随的标定方法，其特征在于：所述步骤s2中，所述a点和b点均位于相机下游侧且a点位于靠近相机侧。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种机器人动态跟随的标定方法，其特征在于：所述步骤s3中，确定跟随范围的起始点和最终点包括：在所述传送带上的预定位置放置第二标定块，此时第二标定块位于机器人上游侧，机器人控制工具靠近第二标定块以获取跟随范围的起始点，将工具抬起，启动传送带，第二标定块随传送带移动另一预定位置，该位置位于机器人下游，机器人控制工具以相同的姿态靠近第二标定块的同一点，该点即为跟随范围的最终点，起始点和最终点分别距离传送带起点和终点100-300mm。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种机器人动态跟随的标定方法，其特征在于：所述步骤s3中，确定跟随范围的起始点和最终点包括：所述相机设置在传送带起始侧，使机器人移动至靠近相机一侧的预定位置，将该预定位置作为跟随范围的起始点，再使机器人移动至远离相机一侧的预定位置，将该预定位置作为跟...
【专利技术属性】
技术研发人员：何钊滨，吴锦江，李文亮，陈威龙，许烈，郑冰，蔡启龙，洪东方，郑菁莹，
申请(专利权)人：泉州华数机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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