基于相机空间点约束的机器人工具标定方法.pdf

JournalofComputerApplications ISSN 1001．9081 2015．09．10 计算机应用，2015，35(9)：2678—2681 CODENJYIIDU http：／／www．jova．an 文章编号：1001-9081(2015)09-2678—04 doi：10．11772／j．issn．1001—9081．2015．09．2678 基于相机空间点约束的机器人工具标定方法 杜姗姗 。，周 祥 (南京理工大学计算机科学与工程学院，南京210094) ( 通信作者电子邮箱dushsh@163．com) 摘 要：工具标定就是确定工具坐标系相对于机器人末端坐标系的变换矩阵，但传统的解决方案是通过人工示 教点约束的方法，为此提 出一种基于视觉相机空间的 自动工具标定方法。在末端工具上增加特征点如圆环标志，利 用相机建立机器人三维空间与相机二维空间之间的关系，通过 自动的三维空间视觉定位，实现对圆环标志的中心点 的点约束，视觉定位不需要相机 的标定等繁琐过程。基于机器人 的正运动学和相机空间点约束完成工具 中心点 (TCP)求解。重复实验的标定误差小于0．05mm，实验的绝对定位误差小于0．1mm，验证 了基于相机空间定位的工具 标定具有较高的可重复性以及可靠性。 关键词：相机空间操作；工具标定；多点标定；工具中心点；点约束 中图分类号：TP18 文献标志码 ：A Robottoolcalibrationmethodbasedon cameraspacepointconstraint DU Shanshan ，ZHOU Xiang (SchoolofComputerScienceandEngineering,NanjingUniversityofSceinceand Technology,Nanjingflan~u210094，China) Abstract：Thetoolcalibrationmeanscalculatingthetransformationmatrixofthetoolcoordinatesystem relativetotheend oftherobotcoordinatesystem．Traditional solutionrealizespointconstraintbymnaual teaching．Acalibrationmehtodbasedon visual cameraspacepositioningwaspropo sed．Itusedthecameratobuildtherelationbetweenhte3D spaceoftherobotand the2D spaceofcameratoachievehtepointconstraintsofthecenterpointofthetingsmarkswhichwereusedasfeaturepoints nadstuckontheedgefactor．Visualpositioningdidnotneedcma eracalibrationandothertediousprocess．TheToolCenter Point(TCP)wasfiguredoutbasedontheforwradkinematicsderivationprocessoftherobotnadcameraspacepointconstraint． ThecalibrationeITorofrepeatedexperimentswaslessthan0．05mm。nadtheabsolutepositioningerrorwaslessthan0．1mm． Th eexperimentalresultsverifythathtetoolcalibrationbasedoncameraspacepositioninghashighrepeat