水平机器人移动相机多点移动标定方法
【专利摘要】本发明涉及视觉机器人技术领域，尤其是指一种水平机器人移动相机多点移动标定方法，相机标定步骤包括：水平机器人控制探针进行X方向和Y方向上的来回移动，当探针对准所述标定板的圆心点位时，水平机器人获取当前的坐标数据，以初步确定圆心点位的位置；执行一级标定，水平机器人控制探针依次逐个对准所述至少九个一级标定点位，根据全部一级标定点位的坐标数据进行对圆心点位的一级标定；执行二级标定，水平机器人控制探针依次逐个对准所述至少九个二级标定点位，根据全部二级标定点位的坐标数据进行对圆心点位的二级标定。具有设定简单和自动标定的优点，现场维护工程师可以一键式解决点位标定问题，标定效率高，维护成本较低。
【专利说明】
水平机器人移动相机多点移动标定方法
技术领域
[0001]本发明涉及视觉机器人技术领域，尤其是指一种水平机器人移动相机多点移动标定方法。
【背景技术】
[0002]在图像测量过程以及机器视觉应用中，为了得到物体更加全面的信息，往往需要多个相机配合使用采集物体图像来重构物体的形态特征。其中，配合使用的相机需要建立起确定的空间关系，并使之统一到相同的坐标系中，这样才能精准的重构物体的形态特征，此过程即对相机进行标定。
[0003]在现有技术中，对于机器人系统的标定，一般采用人工示教的方法，例如，手动地控制机器人以多种不同的姿态(对于六轴机器人而言，一般为四种或更多种不同的姿态)将其上安装的工具移动到同一目标点。但是，由于需要通过人眼来判断工具是否移动到同一目标点，因此，不可避免地会存在误差，导致工具相对于机器人的工具中心点(tool centerpoint)坐标系的传递矩阵的标定不准确，而且手动地控制机器人以多种不同的姿态到达同一目标点和依靠人眼判断是否到达同一目标点的工作非常费时，影响工作效率。对于需要经常更换工具的机器人系统，在每更换一次工具之后，都要进行一次重新标定，非常麻烦，非常费时。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种无需推理和计算的水平机器人移动相机多点移动标定方法，具有设定简单和自动标定的优点，现场维护工程师可以一键式解决点位标定问题，标定效率高，维护成本较低。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
[0006]—种水平机器人移动相机多点移动标定方法，包括台座，安装于台座的水平机器人、固定于台座的标定板及固定于水平机器人的摆臂上的移动相机，水平机器人的执行端设置有探针，其特征在于:所述标定板设置有圆心点位以及围设于圆心点位周周的至少九个的一级标定点位和二级标定点位，二级标定点位位于一级标定点位的外围处，该标定板位于探针及相机的下方，且标定板在水平机器人的动作范围内；相机标定步骤包括:
[0007]步骤A、水平机器人控制探针进行X方向和Y方向上的来回移动，当探针对准所述标定板的圆心点位时，水平机器人获取当前的坐标数据，以初步确定圆心点位的位置；
[0008]步骤B、执行一级标定，水平机器人控制探针依次逐个对准所述至少九个一级标定点位，每对准一个一级标定点位，水平机器人获取一个当前的坐标数据，根据全部一级标定点位的坐标数据进行对圆心点位的一级标定；
[0009]步骤C、执行二级标定，水平机器人控制探针依次逐个对准所述至少九个二级标定点位，每对准一个二级标定点位，水平机器人获取一个当前的坐标数据，根据全部二级标定点位的坐标数据进行对圆心点位的二级标定；
[0010]优选的，所述二级标定点位的外围设置有至少九个三级标定点位，相机标定步骤还包括步骤D，执行三级标定，水平机器人控制探针依次逐个对准所述至少九个三级标定点位，每对准一个三级标定点位，水平机器人获取一个当前的坐标数据，根据全部三级标定点位的坐标数据进行对圆心点位的三级标定。
[0011]优选的，所述三级标定点位的外围设置有至少九个四级标定点位，相机标定步骤还包括步骤E，执行四级标定，水平机器人控制探针依次逐个对准所述至少九个四级标定点位，每对准一个四级标定点位，水平机器人获取一个当前的坐标数据，根据全部四级标定点位的坐标数据进行对圆心点位的四级标定。
[0012]优选的，所述一级标定点位、二级标定点位和三级标定点位的数量均为九个，且均为三排三列的等距布置。
[0013]另一优选的，所述一级标定点位、二级标定点位和三级标定点位的数量均为十六个，且均为四排四列的等距布置。
[0014]本发明的有益效果在于:
[0015]本发明提供了一种水平机器人移动相机多点移动标定方法，本发明所述水平机器人移动相机多点移动标定方法，本发明提供了一种水平机器人移动相机多点移动标定方法，结合程序化的运行，可以实现一键式自动化多点标定动作，并能逐步实现对移动相机参数的粗标定和精标定步骤，具有设定简单和自动标定的优点，现场维护工程师可以一键式解决点位标定问题，标定效率高，维护成本较低。
【附图说明】
[0016]图1为本发明水平机器人、移动相机及标定板的立体结构示意图。
[0017]图2为本发明的标定板的立体结构示意图。
[0018]图3为本发明水平机器人检测标定点位时的移动顺序示意图。
【具体实施方式】
[0019]为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
[0020]如图1至图3所示为本发明一种水平机器人移动相机多点移动标定方法的实施例一，包括台座，安装于台座的水平机器人1、固定于台座的标定板2及固定于水平机器人I的摆臂上的移动相机3，水平机器人I的执行端设置有探针4，所述标定板2设置有圆心点位21以及围设于圆心点位21周周的九个的一级标定点位22和二级标定点位23，二级标定点位23位于一级标定点位22的外围处，该标定板2位于探针4及相机的下方，且标定板2在水平机器人I的动作范围内；相机标定步骤包括:
[0021]步骤A、水平机器人I控制探针4进行X方向和Y方向上的来回移动，当探针4对准所述标定板2的圆心点位21时，水平机器人I获取当前的坐标数据，以初步确定圆心点位21的位置；
[0022]步骤B、执行一级标定，水平机器人I控制探针4依次逐个对准所述九个一级标定点位22，每对准一个一级标定点位22，水平机器人I获取一个当前的坐标数据，根据全部一级标定点位22的坐标数据进行对圆心点位21的一级标定，以实现对移动相机3参数的粗标定；
[0023]步骤C、执行二级标定，水平机器人I控制探针4依次逐个对准所述至少九个二级标定点位23，每对准一个二级标定点位23，水平机器人I获取一个当前的坐标数据，根据全部二级标定点位2 3的坐标数据进行对圆心点位21的二级标定，以实现对移动相机3参数的精标定。
[0024]本发明提供了一种水平机器人移动相机多点移动标定方法，结合程序化的运行，可以实现一键式自动化多点标定动作，并能逐步实现对移动相机3参数的粗标定和精标定步骤，具有设定简单和自动标定的优点，现场维护工程师可以一键式解决点位标定问题，标定效率高，维护成本较低。
[0025]本实施例中，所述一级标定点位22、二级标定点位23和三级标定点位24的数量均为九个，且均为三排三列的等距布置。所述二级标定点位23的外围设置有九个三级标定点位24，相机标定步骤还包括步骤D，执行三级标定，水平机器人I控制探针4依次逐个对准所述至少九个三级标定点位24，每对准一个三级标定点位24，水平机器人I获取一个当前的坐标数据，根据全部三级标定点位24的坐标数据进行对圆心点位21的三级标定，一级标定和二级可以视为对移动相机3参数的粗标定动作，三级标定作为对移动相机3参数的精标定动作，能进一步提高移动相机3参数的准确性，标定精度更高。
[0026]当然，根据移动相机3参数的精度要求不同，例如在标定精度极高的设备中，还可以在所述三级标定点位24的外围设置九个四级标定点位25，相机标定步骤还包括步骤E，执行四级标定，水平机器人I控制探针4依次逐个对准所述至少九个四级标定点位25，每对准一个四级标定点位25，水平机器人I获取一个当前的坐标数据，根据全部四级标定点位25的坐标数据进行对圆心点位21的四级标定，从而实现移动相机3参数标定精度的进一步提高。
[0027]需要补充说明的是，在提高移动相机3参数的标定精度时，除了增加多级标定点位的方法之外，还可以通过增加标定点位数量的方法实现，例如:所述一级标定点位22、二级标定点位23和三级标定点位24的数量均为十六个，且均为四排四列的等距布置。同样也能达到提高标定精度的目的，实用性较强。
[0028]以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.水平机器人移动相机多点移动标定方法，包括台座，安装于台座的水平机器人(I)、固定于台座的标定板(2)及固定于水平机器人(I)的摆臂上的移动相机(3)，水平机器人(I)的执行端设置有探针(4)，其特征在于:所述标定板(2)设置有圆心点位(21)以及围设于圆心点位(21)周周的至少九个的一级标定点位(22)和二级标定点位(23)，二级标定点位(23)位于一级标定点位(22)的外围处，该标定板(2)位于探针(4)及相机的下方，且标定板(2)在水平机器人(I)的动作范围内；相机标定步骤包括: 步骤A、水平机器人(I)控制探针(4)进行X方向和Y方向上的来回移动，当探针(4)对准所述标定板(2)的圆心点位(21)时，水平机器人(I)获取当前的坐标数据，以初步确定圆心点位(21)的位置； 步骤B、执行一级标定，水平机器人(I)控制探针(4)依次逐个对准所述至少九个一级标定点位(22)，每对准一个一级标定点位(22)，水平机器人(I)获取一个当前的坐标数据，根据全部一级标定点位(22)的坐标数据进行对圆心点位(21)的一级标定； 步骤C、执行二级标定，水平机器人(I)控制探针(4)依次逐个对准所述至少九个二级标定点位(23)，每对准一个二级标定点位(23)，水平机器人(I)获取一个当前的坐标数据，根据全部二级标定点位(23)的坐标数据进行对圆心点位(21)的二级标定。2.根据权利要求1所述的水平机器人移动相机多点移动标定方法，其特征在于:所述二级标定点位(23)的外围设置有至少九个三级标定点位(24)，相机标定步骤还包括步骤D，执行三级标定，水平机器人(I)控制探针(4)依次逐个对准所述至少九个三级标定点位(24)，每对准一个三级标定点位(24)，水平机器人(I)获取一个当前的坐标数据，根据全部三级标定点位(24)的坐标数据进行对圆心点位(21)的三级标定。3.根据权利要求2所述的水平机器人移动相机多点移动标定方法，其特征在于:所述三级标定点位(24)的外围设置有至少九个四级标定点位(25)，相机标定步骤还包括步骤E，执行四级标定，水平机器人(I)控制探针(4)依次逐个对准所述至少九个四级标定点位(25)，每对准一个四级标定点位(25)，水平机器人(I)获取一个当前的坐标数据，根据全部四级标定点位(25)的坐标数据进行对圆心点位(21)的四级标定。4.根据权利要求2所述的水平机器人移动相机多点移动标定方法，其特征在于:所述一级标定点位(22)、二级标定点位(23)和三级标定点位(24)的数量均为九个，且均为三排三列等距布置。5.根据权利要求2所述的水平机器人移动相机多点移动标定方法，其特征在于:所述一级标定点位(22)、二级标定点位(23)和三级标定点位(24)的数量均为十六个，且均为四排四列等距布置。
【文档编号】G06T7/20GK105844670SQ201610190891
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】李明亮, 张平良
【申请人】东莞市速美达自动化有限公司