(19)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 20221042615 0.3 (22)申请日 2022.04.21 (71)申请人 北京航空航天大 学 地址 100191 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 孟偲　李定哲　吴凯　 (74)专利代理 机构 北京慕达星云知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 11465 专利代理师 符继超 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B25J 19/00(2006.01) (54)发明名称 一种面向截骨机 器人的头眼联合标定方法 (57)摘要 一种面向截骨机器人的头眼联合标定方法， 获取截骨机器人中机器人末端坐标系相对于机 器人基坐标系的齐次变换矩阵； 基于刀具所处空 间位置建立第一坐标系； 基于立体视觉采集装置 建立第二坐标系， 并计算所述第一坐标系在所述 第二坐标系中的齐次变换矩阵； 根据所获得的所 述第一坐标系在所述第二坐标系中的齐次变换 矩阵以及所述机器人末端坐标系相对于机器人 基坐标系的齐次变换矩阵， 计算第一坐标系相对 于机器人末端坐标系的齐次变换矩 阵和第二坐 标系相对于机器人基坐标系的齐次变换矩阵； 本 发明引入了视觉系统， 以减少术前标定的流程和 时间。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 114888791 A 2022.08.12 CN 114888791 A 1.一种面向截骨机器人的头眼联合标定方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 获取截骨机器人中机器人末端坐标系相对于 机器人基坐标系的齐次变换矩阵； 基于刀具 所处空间位置建立第一 坐标系； 基于立体视觉采集装置建立第 二坐标系， 并计算所述第 一坐标系在所述第 二坐标系中 的齐次变换矩阵； 根据所获得的所述第一坐标系在所述第二坐标系中的齐次变换矩阵以及所述机器人 末端坐标系相对于机器人基坐标系的齐次变换矩阵， 计算第一坐标系相对于机器人末端坐 标系的齐次变换矩阵和第二 坐标系相对于 机器人基坐标系的齐次变换矩阵。 2.根据权利要求1所述的一种面向截骨机器人的头眼联合标定方法， 其特征在于， 所述 建立第一坐标系包括， 标记刀具尖端、 刀具左侧点和刀具右侧点； 以刀具左侧点指向刀具右 侧点的向量作为第一坐标系的X轴， 以刀具左侧 点及刀具右侧 点连线上 的一点指向刀具尖 点作为第一 坐标系的Z轴； 所述Z轴和X轴保持垂直。 3.根据权利要求1所述的一种面向截骨机器人的头眼联合标定方法， 其特征在于， 所述 基于立体视 觉采集装置建立第二 坐标系包括， 获取所述刀具尖端、 所述刀具左侧点和所述刀具右侧点在所述第 二坐标系下的空间位 置坐标； 根据所述刀具尖端、 所述刀具左侧点和所述刀具右侧点在所述第 二坐标系下的空间位 置坐标计算所述刀具尖端在所述刀具左侧点与所述刀具右侧点的连线 上的垂足坐标， 并根 据所述垂足坐标计算所述第一 坐标系在所述第二 坐标系中的齐次变换矩阵。 4.根据权利要求3所述的一种面向截骨机器人的头眼联合标定方法， 其特征在于， 计算 所述刀具尖端在所述刀具左侧点与所述刀具右侧点的连线上的垂足坐标包括， 确认在所述第二 坐标系下的空间位置坐标： 其中， 刀具尖端坐标 所述刀具左侧点坐标 和所述刀具右侧 点坐标 在所述第二 坐标系下的空间位置坐标； 计算所述垂足坐标 令 得到垂足坐标 5.根据权利要求4所述的一种面向截骨机器人的头眼联合标定方法， 其特征在于， 计算 所述第一 坐标系在所述第二 坐标系中的齐次变换矩阵包括，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114888791 A 2所述第一 坐标系X轴在所述第二 坐标系下表示 为V34k， 在所述第二 坐标系下的第一 坐标系X轴单位向量 为： 所述第一 坐标系Z轴在所述第二 坐标系下表示 为为V12k， 在所述第二 坐标系下的第一 坐标系Z轴单位向量 为： 在所述第二 坐标系下的第一 坐标系Y轴单位向量 为： 6.根据权利要求1所述的一种面向截骨机器人的头眼联合标定方法， 其特征在于， 所述 计算第一坐标系相对于机器人末端坐标系的齐次变换矩阵和第二坐标系相对于机器人末 端坐标系的齐次变换矩阵包括， 变换机器人末端坐标系相对于 机器人基坐标系的n个不同位姿， 由齐次变换矩阵坐标系变换 可知 其中 表示第k组机器人末端坐标系相对于机器人基坐标系的齐次变换矩阵， 表 示第一坐标系相对于机器人末端坐标系的齐次变换矩阵， 表示第二坐标系相对于机器 人基坐标系的齐次变换矩阵， 表示第k组第一坐标系相对于第二坐标系的变换矩阵， 将n组数据代入到上式 中得到 和 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114888791 A 3