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申请/专利权人：南京唯宇智能装备有限公司

摘要：本发明公开一种基于线激光传感器的机器人手眼标定方法，主要解决了现有技术中线激光传感器标定精度较低的问题。具体方法为在搭载线激光传感器的机器人末端上布置三个激光跟踪仪靶标球，调整机器人位姿使传感器照射在标准球上，计算出标准球球心与三个靶标球构成的末端坐标系在激光跟踪仪坐标系下的位姿，采集多组数据构建方程组，求解线激光传感器到末端坐标系的转换矩阵，最后通过优化算法进行训练找出最优解，完成对线激光传感器的手眼标定。相较于现有技术方法，本发明采用高精度测量手段对传感器外部参数进行标定，避免了外部误差引入，方法灵活，精度高，稳定性好。

主权项：1.一种基于线激光传感器的机器人手眼标定方法，其特征在于，包括：机器人的末端执行器通过连接件固定连接一个线激光传感器，末端执行器的外壳上固定放置三个激光跟踪仪靶标球；激光跟踪仪固定放置并与机器人基座的相对位置固定；所述手眼标定方法具体过程包括：S1、将半径为的标准球安装在一固定工装上，放置在机器人工作空间内，并保证其处于激光跟踪仪的测量范围，使用激光跟踪仪测量出标准器球球心在激光跟踪仪坐标系下的坐标；S2、利用线激光传感器照射标准球，得到圆剖面轮廓；所述圆剖面是线激光传感器激光平面与靶标球相交平面，圆剖面轮廓由线激光传感器坐标系下的点云组成；S3、拟合线激光传感器点云数据，得到圆剖面半径及圆心位置，计算得出标准球球心在线激光传感器坐标系下的坐标；S4、使用激光跟踪仪测量固定在末端执行器外壳上的三个靶标球位置得到三个球心点；以三个球心点拟合的平面法向为轴方向，以其中两点连线方向为轴方向，以一点为坐标系原点，建立笛卡尔坐标系，记为末端坐标系；S5、用矩阵运算表示标准球球心坐标由线激光传感器坐标系到激光跟踪仪坐标系的转换；所述激光跟踪仪和标准球位置固定，则有固定的转换关系，其关系方程式为： ；其中，为表示由末端坐标系到激光跟踪仪坐标系的转换关系矩阵，由每次采集数据所得末端坐标系相对于激光跟踪仪坐标系的相对位置关系求得；为表示由线激光传感器坐标系到末端坐标系的转换关系矩阵，也即所求的手眼标定矩阵；由于线激光传感器安装位置固定，该矩阵为固定值；、的公式分别表达为： ； ；其中，、分别是由末端坐标系到激光跟踪仪坐标系的旋转矩阵和平移矩阵，、分别是由线激光传感器坐标系到末端坐标系的旋转矩阵和平移矩阵；S6、改变机器人末端执行器的位置和姿态，重复上述步骤S1-S4；得到多组标准球球心在激光跟踪仪坐标系下的坐标、线激光传感器坐标系下的坐标及多组由末端坐标系到激光跟踪仪坐标系的转换关系矩阵；S7、将步骤S6中得到的坐标数据代入到步骤S5中的关系方程式，得到方程组： ；求解方程组得到旋转矩阵和平移矩阵，即末端坐标系与线激光传感器系的手眼关系；根据求得的旋转矩阵与平移矩阵得到线激光传感器坐标系相对于末端坐标系的位置关系参数x，y，z与角度关系参数α，β，γ，最后采用遗传算法分别对这六个独立参数进行优化，完成手眼标定。

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