【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机器人视觉标定，特别是涉及一种线激光相机与机器人法兰盘的手眼标定方法。
技术介绍
1、当用线激光相机安装于机器人上，然后用于位置测量或者视觉引导等应用场景下，线激光相机坐标系与机器人法兰之间的转换关系如何快速而准确求得，这对于项目执行效率与成本都至关重要。当前大多数的应用场景都是基于线激光相机是固定安装的，很少与机器人连接在一起；对于线激光相机与机器人连接在一起的场景，线激光相机与机器人的转换关系往往需要借助激光跟踪仪或者其他检测设备辅助标定，这些方法对于现场调试的效率与成本而言都不是最佳的，尤其计算结果往往存在较大误差，与机器人本体坐标的联动性与一致性较差。本专利技术提出一种线激光相机与机器人法兰盘的手眼标定方法，基于一个三角测量快即可快速计算线激光相机坐标系与机器人法兰坐标系之间的转换关系。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种线激光相机与机器人法兰盘的手眼标定方法，解决现有的应用场景都是基于线激光相机是固定安装的，很少与机器人连接在一起；对于线激光相机与机器人连接在一起的场景，线激光相机与机器人的转换关系往往需要借助激光跟踪仪或者其他检测设备辅助标定，这些方法对于现场调试的效率与成本而言都不是最佳的，尤其计算结果往往存在较大误差，与机器人本体坐标的联动性与一致性较差的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术为一种线激光相机与机器人法兰盘的手眼标定方法，包括以下步骤：
4、s
5、s2、该目标点p在机器人基座坐标系base下的位置表示为pbase，由于这个目标点p相对机器人位置是不变的，因此这个pbase位置值其实是恒定不变量；
6、s3、计算从机器人法兰坐标系flange到机器人基座坐标系base的转换矩阵r，r值可以从机器人控制器读取，即机器人法兰中心点在机器人基座坐标系下的六自由度空间值变换成矩阵形式；
7、s4、最后，求解从线激光相机坐标系转换至机器人法兰中心坐标系的转换矩阵t，t即为需要求解的转换矩阵，手眼标定的结果矩阵（4x4矩阵）。
8、进一步地，所述步骤s1中的线激光相机安装在机器人六轴法兰的末端，实现机器人带着线激光相机以不同位姿去测量三角标定块顶边标记线处的目标点p。
9、进一步地，所述三角标定块一表面设置有四个销孔和三个沉孔，所述沉孔内设置有通孔，所述沉孔与通孔之间连通，所述三角标定块斜面中部设置有一条标记线，所述三角标定块的两条斜边夹角120°，所述三角标定块一斜面设置有凹槽。
10、进一步地，所述步骤s2中线激光相机将目标点p测量出来记为pcam，并经t，r逐步转换至机器人基座坐标系下，转换后的数值即为pbase；因此有：
11、，
12、式中，t为所求目标矩阵，而pbase是未知的恒量，r从机器人中获取，pcam为线激光相机测量值。
13、进一步地，所述步骤s3中，通过机器人变换多个姿态，测量空间中同一个点（目标点p），可以得出多个等式，从而求解t；至少设定6个或以上的不同测量位置，即构建6个等式的矩阵方程：
14、位姿一：;
15、位姿二：;
16、位姿三：;
17、位姿四：;
18、位姿五：;
19、位姿六：;
20、根据矩阵运算，将pbase消元，于是可以将位姿一的等式和位姿二的等式合并为：
21、;
22、依此类推，位姿一至位姿六的等式，两式之间可分别构成上述只有一个未知矩阵t的等式；以上述合并后的等式为例，将左边已知量记作a，将右边已知量记作b，那么这个消元后的等式方程就变成at=tb的标准方程形式，进而利用李群知识可以求解出未知矩阵t。
23、进一步地，所述步骤s1中三角标定块顶点坐标系构建：将三角标定块顶点位置及x、y、z各轴的列向量扩展成4x4齐次矩阵，如下：
24、；
25、其中，向量[]定义为原点，即目标点p，向量[]定义为x轴方向；向量[]为y轴方向；向量[]为z轴方向；
26、结合三角标定块：
27、p点坐标[]为直线mp与np的交点；
28、x轴向量[]为三角标定块mp边拟合直线的方向，；
29、z轴向量[]为同时垂直于直线mp与直线np，即向量与的叉乘；
30、y轴向量[]为x轴与z轴向量的叉乘；
31、以上向量都需要单位化。
32、进一步地，所述步骤s3中具体采集方法：
33、s301、利用三角标定块，用线激光相机测量一个角点，通过刻度线保证激光线每次都能穿过同一个交（角）点，就是保证激光线都与刻度线重合；
34、s302、布局上，将三角标定块放在机器人正前方，三角标定块的摆放需要满足机器人让线激光相机激光线反转180°对准三角标定块的刻度线，其目的是让机器人法兰中心的空间位置变化大一点，让r值数据有差异。
35、本专利技术具有以下有益效果：
36、本专利技术利用一个简易的三角标定块即可实现对线激光相机与机器人法兰之间的转换；本专利技术无需借助外部检测设备进行辅助测量；本专利技术对于线激光相机安装尤其更换后的快速标定有重要作用。
37、当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
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1.一种线激光相机与机器人法兰盘的手眼标定方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种线激光相机与机器人法兰盘的手眼标定方法，其特征在于，所述步骤S1中的线激光相机安装在机器人六轴法兰的末端，实现机器人带着线激光相机以不同位姿去测量三角标定块顶边标记线处的目标点P。
3.根据权利要求1所述的一种线激光相机与机器人法兰盘的手眼标定方法，其特征在于，所述步骤S1中三角标定块一表面设置有四个销孔和三个沉孔，所述沉孔内设置有通孔，所述沉孔与通孔之间连通，所述三角标定块斜面中部设置有一条标记线，所述三角标定块的两条斜边夹角120°，所述三角标定块一斜面设置有凹槽。
4.根据权利要求1所述的一种线激光相机与机器人法兰盘的手眼标定方法，其特征在于，所述步骤S2中线激光相机将目标点P测量出来记为Pcam，并经T，R逐步转换至机器人基座坐标系下，转换后的数值即为Pbase；因此有：，
5.根据权利要求1所述的一种线激光相机与机器人法兰盘的手眼标定方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过机器人变换多个姿态，测量空间中同一个目标点P，可以
6.根据权利要求1所述的一种线激光相机与机器人法兰盘的手眼标定方法，其特征在于，所述步骤S1中三角标定块顶点坐标系构建：将三角标定块顶点位置及X、Y、Z各轴的列向量扩展成4x4齐次矩阵，如下：
7.根据权利要求1所述的一种线激光相机与机器人法兰盘的手眼标定方法，其特征在于，所述步骤S3中具体采集方法：
...【技术特征摘要】
1.一种线激光相机与机器人法兰盘的手眼标定方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种线激光相机与机器人法兰盘的手眼标定方法，其特征在于，所述步骤s1中的线激光相机安装在机器人六轴法兰的末端，实现机器人带着线激光相机以不同位姿去测量三角标定块顶边标记线处的目标点p。
3.根据权利要求1所述的一种线激光相机与机器人法兰盘的手眼标定方法，其特征在于，所述步骤s1中三角标定块一表面设置有四个销孔和三个沉孔，所述沉孔内设置有通孔，所述沉孔与通孔之间连通，所述三角标定块斜面中部设置有一条标记线，所述三角标定块的两条斜边夹角120°，所述三角标定块一斜面设置有凹槽。
4.根据权利要求1所述的一种线激光相机与机器人法兰盘的手眼标定方法，其特征在于，所述步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：李长权，李天伦，康扶国，沈伟泽，
申请(专利权)人：合睿上海智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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