【CN110103217A】工业机器人手眼标定方法【专利】
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(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 201910386656.4
(22)申请日 2019.05.09
(71)申请人 电子科技大学
地址 611731 四川省成都市高新区（西区）
西源大道2006号
(72)发明人 康波 杨曦 李云霞 徐阳翰
杨丽萍
(74)专利代理机构 成都行之专利代理事务所
(普通合伙) 51220
代理人 温利平 陈靓靓
(51)Int.Cl.
B25J 9/16(2006.01)
(54)发明名称
工业机器人手眼标定方法
(57)摘要
本发明公开了一种工业机器人手眼标定方
法，对相机和标定板进行部署，在工业机器人的
工作平面区域内设置多个标定数据采集点并记
录其在工业机器人基坐标系中的坐标，然后将工
业机器人的操作臂末端依次移动至各个标定数
据采集点，控制操作臂末端带动标定板绕操作臂
末端的中心轴进行旋转，在此过程中控制相机采
集不同位置的标定板图像，从中提取标定点，根
据不同位置标定板图像中同一标定点的坐标计
算出其圆心坐标，该坐标即为操作臂末端在相机
图像坐标系中的坐标，从而获取工业机器人坐标
系与相机图像坐标系的坐标映射数据，根据该数
据即可计算得到工业机器人基坐标系和相机图
像坐标系之间的转换矩阵，从而实现工业机器人
的自动手眼标定。权利要求书1页 说明书5页 附图2页CN 110103217 A 2019.08.09
C N 110103217
A
1.一种工业机器人手眼标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将相机安装在工业机器人基坐标系中某个固定的位置，该相机的视野可以覆盖工业机器人的整个工作平面；将设置有标定图像的标定板安装在工业机器人的操作臂末端，令标定板在相机的可视范围内，且标定板可以由操作臂末端带动绕操作臂末端中心旋转轴进行水平旋转；
S2：根据实际情况在工业机器人的工作平面区域内设置N个标定数据采集点A i ，记每个标定数据采集点A i
在工业机器人基坐标系中的坐标记为i＝1,2,…,N；
S3：对于每个标定数据采集点A i 采用以下方法进行标定数据采集：控制工业机器人的操作臂末端移动至标定数据采集点A i ，由操作臂末端带动标定板在水平面上绕操作臂末端的中心轴进行旋转，由相机采集标定板在3个不同位置的图像，
将这3幅图像
作为该标定数
据采集点的标定数据，j＝1,2,3；
S4：对于每个标定数据采集点A i 的标定数据，分别提取M个标志点在3幅图像
中的坐标
分别根据第m个标志点在3幅图像
中的坐标计算得到其圆心坐标O i (m)，然后将M个标志点所得到的圆心坐标O i (m)进行平均，所得到的平均坐标即为在标定数据采集点A i
时操作臂末端在相机图像坐标系中的坐标
S5：
根据N对操作臂末端在工业机器人基坐标系下的坐标
和相机图像坐标系下的坐
标计算得到工业机器人基坐标系和相机图像坐标系之间的转换矩阵，从而完成标定。
2.根据权利要求1所述的工业机器人手眼标定方法，其特征在于，所述步骤S1中标定板平面与相机的图像平面的夹角应小于5°。
3.根据权利要求1所述的工业机器人手眼标定方法，其特征在于，所述步骤S1中标定图像采用具有黑色边缘的正方形黑白棋盘格图像。
4.根据权利要求1所述的工业机器人手眼标定方法，其特征在于，所述步骤S2中标定数据采集点在工作机器人的工作平面区域均匀分布。
5.根据权利要求1所述的工业机器人手眼标定方法，其特征在于，所述步骤S3中相邻两个位置标定板的水平旋转角度在20°～60°之间。
6.根据权利要求1所述的工业机器人手眼标定方法，其特征在于，所述步骤S5中转换矩阵采用最小二乘法求解得到，具体方法为：
令
那么相机图像坐标系至工业机器人基
坐标系的转换矩阵H＝((X T X)-1X T Y)T 。
权 利 要 求 书1/1页2CN 110103217 A