(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 202210391499.8 (22)申请日 2022.04.14 (71)申请人 武汉理工大 学重庆研究院 地址 401133 重庆市渝北区龙兴镇两江大 道618号 (72)发明人 尹勇　王家文　黄铮　刘雪冬　 (74)专利代理 机构 深圳博敖专利代理事务所 (普通合伙) 44884 专利代理师 周琳 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B25J 9/00(2006.01) G06T 7/80(2017.01) G06T 7/13(2017.01) G06T 5/00(2006.01) (54)发明名称 基于双目视觉的工业机器人手眼标定误差 精确检测方法 (57)摘要 本发明公开了基于双目视觉的工业机器人 手眼标定误差精确检测方法， 该方法包括以下步 骤： 通过工业机器人手眼标定方法获取双目相机 相对于工业机器人末端的转换关系矩阵； 将双目 相机固定于工业机器人末端， 并利用左右相机拍 摄通用标定板照片进行标定， 获取左右相机的参 数； 使用双目相机获取通用标定板两个角点在相 机坐标系下的坐标； 根据手眼标定的结果将两个 角点坐标转换到工业机器人基坐标系下， 计算基 坐标系下两个角点之间的距离， 并与通用标定板 两个角点的实际距离对比， 得到计算误差。 本发 明通过基于高精度双目视觉的方法， 便于操作， 取材方便， 计算较为简单， 可以精确度量手眼标 定误差至毫米级别， 具 备可行性。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 114714356 A 2022.07.08 CN 114714356 A 1.基于双目视觉的工业机器人手眼标定误差精确检测方法， 其特征在于， 该方法包括 以下步骤： S1、 通过工业机器人手眼标定方法获取双目相机相对于工业机器人末端的转换关系矩 阵； S2、 将双目相机固定于工业机器人末端， 并利用左右相机拍摄通用标定板照片进行标 定， 获取左右相机的参数； S3、 使用双目相机获取通用标定 板两个角点在相机坐标系下的坐标； S4、 根据手眼标定的结果将两个角点坐标转换到工业机器人基坐标系下， 计算基坐标 系下两个角点之间的距离， 并与通用标定 板两个角点的实际距离对比， 得到计算 误差。 2.根据权利要求1所述的基于双目视觉的工业机器人手眼标定误差精确检测方法， 其 特征在于， 所述通过工业机器人手眼标定方法获取双目相机相对于工业机器人末端的转换 关系矩阵包括以下步骤： S11、 在工业机器人不同位姿下拍摄通用标定板照片， 并从预设的示教器上记录下相应 的工业机器人位姿数据， 然后利用所拍摄照片进行相 机标定， 获取每张图片 中标定板相对 于相机的旋转向量和平 移向量， 并转换成RT旋转平 移矩阵； S12、 通过所述RT旋转平移矩阵， 结合标定板相对于相机的转换矩阵求取相机坐标系相 对于工业机器人末端坐标系的转换关系矩阵。 3.根据权利要求2所述的基于双目视觉的工业机器人手眼标定误差精确检测方法， 其 特征在于， 所述通过所述RT旋转平移矩阵， 结合标定板相对于相机的转换矩阵求取相机坐 标系相对于 工业机器人末端坐标系的转换关系矩阵包括以下步骤： S121、 通过预设的示教器得出末端坐标系到基坐标系的转换关系， 记为baseHtool， 通 过所述相机标定得出相机坐标系到通用标定板坐标系的转换关系， 记 为calHcam， 并根据手 眼标定原理得 出以下公式： baseHtool*calHcam＝baseHto ol*toolHcam 其中， baseHto ol是通用标定 板坐标系到基础坐标系的转换关系矩阵， 固定不变； toolHcam是相机坐标系到 工业机器人末端坐标系的转换关系矩阵， 待求； S122、 通过两组位姿数据和相机标定数据得到以下公式： baseHtool*calHcam(1)＝baseHto ol(1)*toolHcam baseHtool*calHcam(2)＝baseHto ol(2)*toolHcam。 4.根据权利要求1所述的基于双目视觉的工业机器人手眼标定误差精确检测方法， 其 特征在于， 所述将双目相 机固定于工业机器人末端， 并利用左右相 机拍摄通用标定板照片 进行标定， 获取左右相机的参数包括以下步骤： S21、 通过拍摄的标定 板照片进行相机标定， 并得到左右相机的参数； S22、 根据左右相机的参数计算重投影矩阵Q。 5.根据权利要求4所述的基于双目视觉的工业机器人手眼标定误差精确检测方法， 其 特征在于， 所述左右相机的参数包括左右相机的内参数矩阵、 畸变参数、 旋转矩阵及平移矩 阵。 6.根据权利要求5所述的基于双目视觉的工业机器人手眼标定误差精确检测方法， 其 特征在于， 所述使用双目相机获取通用标定板两个角点在相机坐标系下的坐标包括以下步权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114714356 A 2骤： S31、 将所述通用标定板固定于双目相机视野范围内， 并移动工业机器人拍摄标定板照 片， 获取第 一组目标图像Pleft1， 再次移动工业机器人处于不同位姿， 拍摄所述通用标定板， 获取第二组目标图像Pright1； S32、 根据所述左右相机参数将所述第一组目标图像和所述第二组目标图像进行去畸 变和基线矫 正， 得到矫 正后第一组目标图像Pleft2和矫正后第二组目标图像Pright2； S33、 将所述矫正后第一组目标图像和所述矫正后第 二组目标图像进行相机标定， 获取 图像中通用标定板的像素坐标系下角点坐标， 然后从所述矫正后第一组目标图像中选取通 用标定板的同一角点作为像素坐标系下第一组目标点， 从所述矫正后第二组目标图像中选 择通用标定 板的另一角点作为像素坐标系下第二组目标点； S34、 通过所述重投影矩阵Q和每组目标点间的视差值将像素坐标系下所述第一组目标 点和像素坐标系下所述第二组目标点转换至相机坐标系下， 并得到相机坐标系下第一目标 点(uleft1,vleft1)和相机坐标系下第二目标点(uright1,vright1)。 7.根据权利要求6所述的基于双目视觉的工业机器人手眼标定误差精确检测方法， 其 特征在于， 所述根据手眼标定的结果将两个角点坐标转换到工业机器人基坐标系 下， 计算 基坐标系 下两个角点之间的距离， 并与通用标定板两个角点的实际距离对比， 得到计算误 差包括以下步骤： S41、 通过手眼标定结果将所述相机坐标系下第一目标点和所述相机坐标系下第二目 标点转换至工业机器人基坐标系下， 得到基坐标系下第一目标点和基坐标系下第二目标 点， 并计算所述基坐标系下第一目标点和所述基坐标系下第二目标点之间的距离， 记为 Dbase。 S42、 将所述基坐标系下第一目标点和所述基坐标系下第二目标点之间的距离Dbase和通 用标定板两个角点的实际距离d进行对比， 得到手眼标定的绝对误差|Dbase‑d|和相对误差| Dbase‑d|/d。 8.根据权利要求7所述的基于双目视觉的工业机器人手眼标定误差精确检测方法， 其 特征在于， 所述视 差值的计算公式如下： disp＝|uleft1‑uright1|。 9.根据权利要求1所述的基于双目视觉的工业机器人手眼标定误差精确检测方法， 其 特征在于， 所述重投影矩阵Q 为： 其中， c′x1表示左相机光轴对于投影平面 坐标中心的x轴偏移量； c′y1表示左相机光轴对于投影平面 坐标中心的y轴偏移量；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114714356 A 3