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![SCARA机械手固定相机视觉系统手眼标定的高精度方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/93763aca5901020206409c98.png)
专利名称：SCARA机械手固定相机视觉系统手眼标定的高精度方法
专利类型：发明专利
发明人：马岭,蒋慧琴
申请号：CN201810933936.8
申请日：20180816
公开号：CN109159114A
公开日：
20190108
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提出了一种SCARA机械手固定相机视觉系统手眼标定的高精度方法，其步骤如下：将靶标粘贴在长条形工具的一端，长条形工具的另一端固定于机械手的端部，相机固定在机械手工作范围的固定位置上，相机拍摄面和靶标均平行于工作平面；粗标定：机械手带动靶标在预设小范围内进行平移和旋转，据机械手位置及靶标在各位置的识别结果建立图像坐标系到机械手坐标系的初始映射关系；精标定：在图像坐标系中预设若干个靶标图像位置，基于初始映射关系计算机械手对应的移动位置，自动识别相应的靶标图像，构建仿射变换模型并转化为最优化求解问题，获得图像坐标系到机械手坐标系的仿射变换矩阵。
本发明方法标定精度高，且操作简便，可实现一键标定。
申请人：郑州大学
地址：450001 河南省郑州市高新区科学大道100号
国籍：CN
代理机构：郑州优盾知识产权代理有限公司
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相机安装在SCARA机器人二轴上的自动手眼标定方法
乔煜琪
【期刊名称】《自动化应用》
【年(卷),期】2024(65)7
【摘要】介绍了基于SCARA机器人在2D视觉应用中的手眼标定现状,以及当前工业相机固定安装在SCARA机器人二轴上的标定方法的优缺点,并提出一种自动运行完成手眼标定的方法,最后进行了实际操作验证,证明了该方法具有较高的准确性和鲁棒性,为相机固定安装在SCARA机器人二轴上的自动手眼标定提供了可靠的技术支持。
【总页数】3页(P26-28)
【作者】乔煜琪
【作者单位】佛山智能装备技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TP242
【相关文献】
1.一种新的四自由度SCARA机器人手眼标定方法
2.一种搭载深度相机的机器人手眼标定方法
3.基于3D深度相机的机器人手眼标定方法研究与应用
4.基于3D相机的拆垛机器人手眼标定方法研究
5.机器人与双目相机的手眼标定方法
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Eye-to-Hand机器人系统的平面工件识别研究孙琦;罗志增【摘要】针对Eye-to-Hand类型机器人,利用灰度阈值实现工件的存在判定,然后采取基于彩色图像H阈值的图像分割方法实现工件的轮廓识别,在此基础上给出机器人手眼标定和确定工件质心的方法以获取工件的平面位姿信息.实验结果表明本方法能够很好地满足Eye-to-Hand类型机器人视觉应用中对获取的目标工件位姿信息所需的精度.【期刊名称】《杭州电子科技大学学报》【年(卷),期】2010(030)001【总页数】4页(P46-49)【关键词】手眼视觉定位;轮廓识别;颜色空间【作者】孙琦;罗志增【作者单位】杭州电子科技大学机器人研究所,浙江,杭州,310018;杭州电子科技大学机器人研究所,浙江,杭州,310018【正文语种】中文【中图分类】TP240 引言在现代工业自动化生产中,涉及到各种各样的检验、零件识别应用及元件装配,例如零配件批量加工的尺寸检查,电子装配线的元件自动定位,IC上的字符识别等。
通常人眼无法连续、稳定地完成这些带有高度重复性和智能性的工作,普通的工业机器人也只能通过示教或离线编程的方式来对工作任务进行路径规划和运动控制编程,在效率和智能化上存在一定的局限性[1]。
而带有视觉引导的机器人可以利用光电成像系统采集被控目标的图像,通过计算机进行数字化处理,并从中获取目标物的有用信息来控制机器人完成作业任务,减少了人的工作量,提高了生产的效率和质量。
因此,对机器人视觉在工件识别上的应用进行研究具有十分重要的意义。
本文在Eye-to-Hand类型机器人平台上,开展平面工件的识别研究并完成机器人的手眼标定和工件质心的标定。
1 机器人视觉系统本系统的硬件由上位控制计算机、Adept S650型机器人、机器人伺服控制器、Cognex智能摄像机、工作台和实验工件等组成。
摄像机固定安装在工作台的顶部支架上,构成Eye-to-Hand位置给定型机器人视觉控制系统,利用视觉采集到的位置作为机器人位置控制的给定。
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910322749.0
(22)申请日 2019.04.19
(71)申请人 深圳科瑞技术股份有限公司
地址 518000 广东省深圳市南山区粤海街
道高新区中区麻雀岭工业区M-7栋中
钢大厦一层及M-6栋中钢大厦一层一
区、一层三区、二层二区、五层B区
(72)发明人 龚文涛
(74)专利代理机构 深圳市科吉华烽知识产权事
务所(普通合伙) 44248
代理人 胡玉
(51)Int.Cl.
B25J 9/16(2006.01)
(54)发明名称
一种SCARA机器人eye-to-hand手眼系统的
标定方法
(57)摘要
本发明适用于机器人技术应用改进领域，提
供了一种SCARA机器人eye -to -hand手眼系统的
标定方法，包括：S1、在SCARA机器人eye -to -hand
手眼系统中，将相机拍摄的特征点像素值和机器
人末端坐标之间建立矩阵转换关系；S2、任意采
集九个点相机拍摄的特征点像素值和机器人末
端坐标值，计算获取手眼系统的内参值和虚拟外
参值；S3、使机器人带工具旋转两次并拍照特征
点像素值，根据两次拍照时机器人和相机的相对
位置关系不变建立等式，计算获取机器人的工具
和相机的真实外参值。
标定方法，能在不需要附
加标定板的情况下，简单、方便、精确地标定出机
器人的内外参和机器人的工具坐标。
权利要求书2页 说明书4页 附图3页CN 110000790 A 2019.07.12
C N 110000790
A
权 利 要 求 书1/2页CN 110000790 A
1.一种SCARA机器人eye-to-hand手眼系统的标定方法，其特征在于，所述SCARA机器人eye-to-hand手眼系统的标定方法包括以下步骤：
S1、在SCARA机器人eye-to-hand手眼系统中，将相机拍摄的特征点像素值和机器人末端坐标之间建立矩阵转换关系；
S2、任意采集九个点相机拍摄的特征点像素值和机器人末端坐标值，计算获取手眼系统的内参值和虚拟外参值的方程组；
S3、使机器人带工具旋转两次并拍照特征点像素值，根据两次拍照时机器人和相机的相对位置关系不变建立等式，计算获取机器人的工具和相机的真实外参值。
2.根据权利要求1所述的SCARA机器人eye-to-hand手眼系统的标定方法，其特征在于，所述步骤S1中还包括以下步骤：
S11、将拍摄得到的特征点像素值(u，v)和机器人工具末端特征点在相机坐标系下的坐标之间P c(x c，y c)建立转换关系，转换关系式：其中，M1为相机内参，u和v为特征点像素值。
3.根据权利要求2所述的SCARA机器人eye-to-hand手眼系统的标定方法，其特征在于，所述步骤S1中还包括以下步骤：
S12、将特征点在相机坐标系下的坐标P c和其在机器人坐标系下的坐标P w之间建立关系，其关系式为：其中，M2为相机相对于机器人其坐标系的转换矩阵，M3为机器人工具坐标的平移矩阵，P O为机器人末端在机器人坐标系下的坐标。
4.根据权利要求1-3任一项所述的SCARA机器人eye-to-hand手眼系统的标定方法，其特征在于，所述步骤S2中还包括以下步骤：
S21、设定机器人每次运动的步长(Δ1)，时机器人末端x或y到达1-9点，然后拍照，采集机器人工具末端特征点像素值(u，v)和机器人在1-9点的机器人坐标值P O。
5.根据权利要求4所述的SCARA机器人eye-to-hand手眼系统的标定方法，其特征在于，所述步骤S2中还包括以下步骤：
S12、将机器人在9个点处对应的像素值和机器人坐标值带入矩阵转换关系中得到矩阵方程组：Aβ＝B，其中，A和B矩阵根据9个点的像素值和机器人坐标值计算得到，β为包含了手眼系统内外参的组合矩阵。
6.根据权利要求5所述的SCARA机器人eye-to-hand手眼系统的标定方法，其特征在于，所述步骤S2中还包括以下步骤：
S23、使用最小二乘法求得组合矩阵β计算得到相机的内参矩阵M1和手眼系统的虚拟外参矩阵M′2的值，组合矩阵：β＝(A*AT)-1*A T*C。
7.根据权利要求1-6任一项所述的SCARA机器人eye-to-hand手眼系统的标定方法，其特征在于，所述步骤S3中还包括以下步骤：
S31、机器人返回原始拍照点，旋转两次机械手臂J4轴，机器人工具末端分别到达P21和P22点，对其进行拍照特征点，得到两次拍照的像素值，根据像素值和标定得到的内参矩阵
2。
