CN105066884A - 一种机器人末端定位偏差校正方法及系统 - Google Patents

一种机器人末端定位偏差校正方法及系统 Download PDF

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CN105066884A CN201510571311.8A CN201510571311A CN105066884A CN 105066884 A CN105066884 A CN 105066884A CN 201510571311 A CN201510571311 A CN 201510571311A CN 105066884 A CN105066884 A CN 105066884A
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Abstract

本发明提供一种机器人末端定位偏差校正方法及系统,包括如下步骤:101:设定相机标定系统;102:机械手末端与相机中心的相对位置的标定;103:机械手末端带动相机移动遍历不同Z值条件下,相机拍摄标定板中的所有标记点的图像、分析图像、得到一系列的偏移量数据;104:构建空间偏差分布表;105:通过偏差分布表的方式得到机器人末端的偏差。本发明首先进行相机标定系数的标定,其次进行机械手末端与相机中心的相对位置的标定,再次,利用机械手末端带动相机移动遍历不同Z值条件下的标定板中的标记点拍摄图像、分析图像、得到偏移量,通过偏差校正表存储起来,最后利用查找校正表的方式对机械手定位进行补偿,机械手运行到设定的位置上。

Description

一种机器人末端定位偏差校正方法及系统
技术领域
[0001] 本发明适用机器人末端标定、定位以及校正等领域,尤其涉及到一种机器人末端 定位偏差校正方法及系统。
背景技术
[0002] 在激光加工领域中大量使用振镜进行扫描加工,由于振镜安装及其他各种原因会 导致扫描区域中的加工图像有各种变形,而传统的用人工测量的方法进行校正,很难达到 0.1毫米以下的定位精度。
[0003] 公开日为2009年8月26日,申请号为200910105786. 2的中国发明专利申请公开 了一种振镜校正系统及校正方法,该方法用CCD图像采集装置对矩阵标靶进行定位,用校 正处理模块输出振镜用的补偿文件。该方法较之传统的人工进行的校正方法有较高的精 度,但是仍有不足。其缺点是:该方法直接用CCD图像采集装置采集振镜校正标靶中的所有 标记点,由于CCD图像采集装置的镜头畸变导致每个标记点的位置偏差计算误差比较大, 进而对振镜校正造成影响。
[0004] 因此,有必要设计一种新的定位偏差校正方法及系统。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于一种利用工业相机与视觉算法的方式获取机器人末端的定位 偏差、得到机器人的定位的误差分布、软件补偿使机器人的末端定位更加精确的机器人末 端定位偏差校正方法及系统。
[0006] 本发明提供一种机器人末端定位偏差校正方法,包括如下步骤:101 :设定相机标 定系统;102 :机械手末端与相机中心的相对位置的标定;103 :机械手末端带动相机移动遍 历不同Z值条件下,相机拍摄标定板中的所有标记点的图像、分析图像、得到一系列的偏移 量数据;104 :构建空间偏差分布表;105 :通过偏差分布表的方式得到机器人末端的偏差。
[0007] 其中,所述步骤101的方法如下:Al:设定机械手坐标系,待标记平面上所有的标 记点的Z坐标等于0,机械手带动相机拍摄某一标记点的图像,采集并分析得到该标记点的 图像坐标Ml;A2:待标记平面在X方向移动距离L(L单位为毫米),再次拍摄所述标记点 的图像,分析再次得到所述标记点的图像坐标M2 ;A3 :根据所述标记点两次的图像坐标Ml、 M2、和移动距离L,计算相机的标记标定系数Scale。
[0008] 其中,Ml的坐标为(xp,yp),M2的坐标为(xpnew,ypnew),Ml和M2坐标的单位均为像
Figure CN105066884AD00041
像素,标定系数为Scale=L/D,Scale的单位为mm/pixel。
[0009] 其中,所述步骤102的具体方法为:进行机械手末端的顶点与图像采集模块的相 机的中心的标定,计算相对位置Ax'、Ay'。
[0010] 其中,所述步骤102的方法如下:Bl:机械手末端的顶点处于回零的状态,调节待 标定平面使其位于机械手坐标系Z=O的平面上,且待标记平面的待标记点的Z坐标等于 0,标定板的另外两个方向的平面分别与机械手XYZ坐标系的X方向和Y方向所在的坐标轴 方向平行;标记R点可以是待标记平面21的中心标记点,也可以不是待标记平面21的中心 标记点;B2 :使待标记点与机械手末端的顶点重合,此时机械手末端的顶点的位置坐标为 (X= 0,y= 0,z= 0) ;B3 :移动机械手带动相机拍摄待标记点,使待标记点出现所拍摄图 像的中心位置,记录此时机械手的位置坐标为(X。,y。,z。),其中z。= 0 ;B4 :计算机械手末端 的顶点与相机中心的相对位置Ax'、Ay'为:
[0011] Ax' =x〇-x=X
[0012] Ay? =yD-y=y
[0013] Ax'、Ay' 的单位为:毫米(mm)。
[0014] 其中,所述待标记点为待标记平面的中心标记点。
[0015] 其中,其特征在于,所述步骤103包括如下过程:1031 :设定机械手末端在回零状 态下,机械手末端与标定板中心标记点的中心重合,机械手根据步骤102中得到相对位置, 移动相机使相机的中心点位于该中心标记点的中心;1032 :机械手末端在Z= 0平面遍历 标定板的所有标记点,相机分别拍摄这些标记点的图像,分析所有标记点的图像与中心标 记点的图像的偏差并记录每个标记点在X和Y方向的偏移值,记录Z= 0平面的偏差分布; 1033 :机械手末端在Z=n平面遍历标定板中所有标记点,相机分别拍摄这些标记点的图 像,分析所有标记点的图像与中心标记点的图像的偏差并记录每个标记点在X和Y方向的 偏移值,记录Z=n平面的偏差分布。
[0016] 其中,所述步骤1031的具体方法为:使机械手末端的顶点处于回零的状态,调节 标记板,使待标定平面位于机械手坐标系Z= 0的平面,标定的另外两个方向的平面分别与 机械手XYZ坐标系的X方向和Y方向所在的坐标轴方向平行,并使标定板的中心标记点与 机械手末端的顶点重合;机械手根据步骤102中得到的相对位置带动相机移动,相机拍摄 中心标记点的图像,此时的中心标记点正好位于图像的中心。
[0017] 其中,所述步骤104的具体方法为:采用步骤1032和1033的方法,将标定板上升 不同高度,得到一系列的Z处于不同位置的误差分布,构成一个空间误差分布的表格,每一 个Z位置上的误差分布都包含X方向,Y方向和Z方向三个部分,通过双线性插值的方式得 到误差校正表格。
[0018] 其中,所述步骤105的具体方法为:当机械手指定一个具体的点位进行移动时,即 机械手的移动的点位坐标为(xl,yl,zl),当将此位置直接输入给机械手,通过查表得到此 时xl,yl,zl三个分量的偏差分别为AX1,Ayl,Azl,得到机械手移动点位为(X1+AX1, yl+Ayl,zl+Azl),移动机械手到位置(xl,yl,zl)上。
[0019] 其中,该偏差校正系统米用权利要求卜10任一所述偏差校正方法,该偏差校正系 统包括:机械手、位于机械手末端的执行端、执行端工作的对象标定板、以及固定及带动标 定板运动的运动平台、以及固定在机械手末端的图像采集模块,图像采集模块位于执行端 旁,其包括相机和镜头。
[0020] 其中,标定板为棋盘格标定板,标定板上设有多根等距离排列的横向和纵向的线 条,这些线条围设有多个尺寸相同的小方格,横向和纵向的线条的十字交叉点称为标记点。
[0021] 其中,运动平台包括:第一平台、滑动固定在第一平台上的第二运动平台、以及滑 动固定在第二运动平台的第三运动平台,其中,第二运动平台在第一平台上相对第一平台 做Z方向滑动;标定板固定在第三运动平台上,第三运动平台在第二运动平台上相对第二 运动平台做X方向滑动。
[0022] 本发明中所采取的技术方案是通过硬件与软件相结合的方式完成的,首先进行相 机标定系数的标定,其次进行机械手末端与相机中心的相对位置的标定,再次,利用机械手 末端带动相机移动遍历不同Z值条件下的标定板中的标记点拍摄图像、分析图像、得到偏 移量,利用双线性插值构建高精度的偏差校正表存储起来,最后利用查找校正表的方式对 机械手定位进行补偿,机械手运行到设定的位置上。
附图说明
[0023] 图1所示为本发明一种通用机器人末端定位偏差校正系统的结构示意图;
[0024] 图2所示本发明机械手末端定位偏差校正方法的步骤流程图;
[0025] 图3所示为本发明相机标定的结构示意图;
[0026] 图4所示为本发明机械手末端的顶点与标记板的标记点重合的结构示意图;
[0027] 图5所示为本发明相机中心与标记板上的该标记点重合的结构示意图;
[0028] 图6所示为机械手末端定位偏差校正的结构示意图;
[0029] 图7为所示为相机实时抓取图6定位偏差的图像的结构示意图;
[0030] 图8为定位偏差分布表。
具体实施方式
[0031] 图1所示为本发明一种通用机器人末端定位偏差校正系统的结构示意图,通用机 器人末端校正系统指的是校正机械手末端在空间上的定位误差,得到空间位置误差校正 表。本发明主要是利用工业相机与视觉算法的方式获取机器人末端的定位偏差,得到机器 人的定位的误差分布,软件补偿使机器人的末端定位更加精确。
[0032] 本发明为了实现机器人的高精度末端定位,提出了通用机器人末端校正系统,该 校正系统包括:机械手10、位于机械手10末端的执行端11、执行端11工作的对象标定板 20、以及固定及带动标定板20运动的高精度运动平台30、以及固定在机械手10末端的图像 采集模块40。
[0033] 其中,标定板20为棋盘格标定板,标定板20上设有多根等距离排列的横向和纵向 的线条,这些线条围设有多个尺寸相同的小方格,横向和纵向的线条的十字交叉点称为标 记点。
[0034] 执行端11是一个锥型的元件,以保证执行端11与标定板20中的十字交叉点完全 接触;图像采集模块40包括相机41和镜头42,固定在机械手10的末端,并位于执行端11 的旁边,用于采集执行端11工作的图像,相机41要满足标定板中一个标记点出现在相机的 视场中。
[0035] 设定机械手XYZ坐标系50,机械手XYZ坐标系50的原点根据情况而定。
[0036] 高精度运动平台30包括机械手XYZ坐标系50的X方向和机械手XYZ坐标系50 的Z方向两个方向的水平运动,Y方向在空间上同时垂直X方向和Z方向,高精度运动平台 30包括:第一平台31、滑动固定在第一平台31上的第二运动平台32、以及滑动固定在第二 运动平台32的第三运动平台33,其中,第二运动平台32在第一平台31上相对第一平台31 做Z方向滑动,用以定位固定标记板20在高精度运动平台30上的偏差校正;标定板20固 定在第三运动平台33上,第三运动平台33在第二运动平台32上相对第二运动平台32做 X方向滑动,用以标定相机41使用。
[0037] 图2为机械手末端定位偏差校正方法的步骤流程图,包括如下步骤:
[0038] 101 :设定相机标定系统:设定机械手坐标系,进行图像采集模块40的相机41的 标定,计算标定系数。
[0039] 102 :机械手末端与相机中心的相对位置的标定:进行机械手末端的执行端11的 顶点与图像采集模块40的相机41的中心的标定,计算相对位置Ax'、Ay'。
[0040] 103 :机械手末端带动相机移动遍历不同Z值条件下,相机拍摄标定板中的所有标 记点的图像、分析图像、得到一系列的偏移量数据。
[0041] 104 :构建空间偏差分布表:利用双线性插值得到更精确的偏差分布表。
[0042] 105 :通过偏差分布表的方式得到机器人末端的偏差,用以作为定位补偿,使机械 手运动到相应的位置。
[0043] 由于图像采集模块40的相机41的视场较小,视场中只可包含一个标定板的一个 标记点。机械手末端的执行端11与相机41之间的定位偏差是需要校正的,利用机械手10 带动相机41运动进行标定是不可行的,可能导致误差的叠加,因此相机标定系数的确定方 式采用运动标定方式。
[0044] 下文为本发明机械手末端定位偏差校正方法的具体过程。
[0045] 图3为相机标定的结构示意图,设定机械手坐标系标的原点为标定板20某一面上 的某一标记点,图像采集模块40的相机41标定,所述步骤101的标定系数的计算步骤如 下:
[0046] Al:设定机械手坐标系,标定板20的待标记平面21上所有的标记点的Z坐标等于 〇,机械手10带动相机41拍摄标定板20上的某一标记P点的图像,图像采集模块40分析 得到该标记P点的图像坐标Ml为(xp,yp),该图像坐标Ml的单位为像素。
[0047] A2 :运动平台30的第三运动平台33带动标记板20在X方向移动距离L毫米, 相机41再次拍摄标记P点的图像,图像分析再次得到所述标记P点的图像坐标M2为 (xpnew,ypnew),该图像坐标M2的单位为像素。
[0048] A3 :根据标记P点两次的图像坐标M1\M2、和移动距离L,计算相机的标记标定系数 Scale0
Figure CN105066884AD00071
为像素(pixel)。
[0050]标定系数为Scale=L/D,Scale的单位为mm/pixel〇 [0051 ] 通过标定相机的标定系数,得到像素与毫米的换算关系。
[0052] 图4为机械手末端的执行端11的顶点与标记板20的某一标记点重合的结构示意 图,图5为相机中心与标记板上的该标记点重合的结构示意图,所述步骤102的相对位置 Ax'、Ay'计算步骤如下:
[0053] Bl:如图4所示,使机械手10末端的执行端11的顶点处于回零的状态,即机械手 10当前的坐标值为(0,0,0),调节标记板20使待标定平面21位于机械手坐标系Z=O的 平面上(也就是待标定平面21在机械手坐标系的Z方向上不移动),且待标记平面21的标 记R点的Z坐标等于0,标定板20的另外两个方向的平面分别与机械手XYZ坐标系的X方 向和Y方向所在的坐标轴方向平行。
[0054] 标记R点可以是待标记平面21的中心标记点,也可以不是待标记平面21的中心 丰不T己点。
[0055] B2 :使标定板20的标记R点与机械手的执行端11的顶点重合,此时机械手执行端 11顶点的位置坐标为(X= 0,y= 0,z= 0)。
[0056] B3 :如图5所示,移动机械手10带动相机41拍摄标定板20的标记R点,使标记R 点出现所拍摄图像51的中心位置,拍摄图像51中的十字交叉线为图像中心线,虚线交点为 标记R点,记录此时机械手的位置坐标为(X。,y。,z。),其中z。= 0。
[0057]B4:计算机械手的执行端顶点与相机中心的相对位置Ax'、Ay'为:
[0058]A=x〇-x=X0
[0059]Ay? =yD-y=yD
[0060] Ax'、Ay' 的单位为:毫米(mm)。
[0061] 由于标定板20上的相邻的标定点之间的横向和纵向距离都相等,故计算的相对 位置Ax'、Ay'是机械手针对标定板20上所有的标定点,得出的机械手的执行端顶点与相 机中心的相对位置。
[0062] 所述步骤103包括如下过程:
[0063] 1031 :设定机械手末端在回零状态下,机械手末端与标定板中心标记点的中心重 合,机械手根据步骤102中得到相对位置,移动相机使相机的中心点位于该中心标记点的 中心。
[0064] 1032 :机械手末端在Z= 0平面遍历标定板的所有标记点,相机分别拍摄这些标记 点的图像,分析所有标记点的图像与中心标记点的图像的偏差并记录每个标记点在X和Y 方向的偏移值,记录Z= 0平面的偏差分布。
[0065] 1033:机械手末端在Z=n平面遍历标定板中所有标记点,相机分别拍摄这些标记 点的图像,分析所有标记点的图像与中心标记点的图像的偏差并记录每个标记点在X和Y 方向的偏移值,记录Z=n平面的偏差分布。
[0066] 图6为机械手末端定位偏差校正的结构示意图,所述步骤1031的具体方法为:
[0067] 使机械手10末端的执行端11处于回零的状态,即机械手10末端的执行端11顶 点在当前的坐标值为(0,0,0),调节标记板20使待标定平面21位于机械手坐标系Z= 0的 平面上(也就是待标定平面21在机械手坐标系的Z方向上不移动),标定板20的另外两个 方向的平面分别与机械手XYZ坐标系的X方向和Y方向所在的坐标轴方向平行,并使标定 板20的中心标记0点(位于待标记平面21的中心)与机械手10末端的执行端11的顶点 重合。机械手10在(〇,〇,Z= 0)时的位置是没有偏差的,将其设定为基准点。机械手根据 步骤102中得到的相对位置Ax'、Ay'带动相机41移动,相机41拍摄中心标记0点的图 像,此时的中心标记0点正好位于图像的中心,因此认为机械手在(0,0,Z= 0)时的位置是 没有偏差的,将中心标记〇点设定为基准点。
[0068] 如果机械手10定位无偏差时,机械手按照标定板20上的单位长度进行移动时相 机41进行拍摄,拍摄所得到的图像中的标记点位于图像的中心,如果不位于图像的中心, 则图像中心与标记点之间的偏移量即为机械手的定位偏差。
[0069]假设标定板20的每一个小方格的尺寸为n*n(mm),图像采集模块40拍摄并采集每 个小方格得到的图像的大小为W*H,单位像素。
[0070] 图7为相机实时抓取图6定位偏差的图像的结构示意图,图7(a)中的十字交叉 线的角点I即为标定板中的某一标记点,图像分析得到标记I点的图像坐标为(Ix,Iy),单 位为像素,图7(b)为图像中心标记0点与标记I点的偏差关系图,图像中心R点的坐标为 (Icx,Icy),单位为像素,贝Ij:
[0071] Icx=W/2
[0072]Icy=H/2
[0073] 定位偏差Ax、Ay的计算方式为:单位为毫米
[0074]Ax= (Icx-Ix)^Scale
[0075]Ay= (Icx-Ix)^Scale
[0076]Ax、Ay即为机械手定位偏差,Scale为标定系数。
[0077] 所述步骤1032的具体方法为:Z= 0平面内,误差分布通过机械手末端以步长为n 遍历标定板20中的每一个标记点,拍摄并分析标定板20的所有标记点的图像与中心标记0 点的图像的偏差并记录每个标记点在X和Y方向的偏移值,得到每一个点的X方向和Y方 向的偏移值,得到所有标记点的定位偏差。由于以Z= 0平面为一个基准面,所有标定点在 Z方向的偏移量都为0。
[0078] 所述步骤1033的具体方法为:当遍历Z= 0平面后,把机械手10移动到安全位 置,利用运动平台30将标定板20上升n高度,观察机械手的执行端11的顶点是否接触到 标定板20的平面上,若没有则调节Z的值,使机械手的执行端11的顶点与标定板20平面 接触,也就是机械手末端的执行端11的顶点在Z=n平面移动。
[0079] 记录调节的数值即为Z=n平面时的Z方向的偏差分布,机械手遍历标定板20所 有的标记点,拍摄并分析标定板20的所有标记点的图像与中心标记0点的图像的偏差并记 录每个标记点在X和Y方向的偏移值,得到所有标记点的定位偏差。以此方式得到机械手 在Z=n(不同高度)的定位偏差值。
[0080]上述遍历(Traversal),是指机械手末端的执行端的顶点对待测平面上进行搜索, 依次对待测平面上的每个标记点均做依次且仅做一次探索。
[0081] 所述步骤104的具体方法为:采用步骤1032和1033的方法,利用运动平台30将 标定板20上升不同高度,得到一系列的Z处于不同位置的误差分布,构成一个空间误差分 布的表格,每一个Z位置上的误差分布都包含X方向,Y方向和Z方向三个部分,通过双线 性插值的方式得到更高精度的误差校正表格。
[0082] 图8为定位偏差分布表,其中X,Y,Z为机械手理论运动的位置坐标,X,Y,Z对应 的表格中为实际的偏差值(Ax、Ay),利用偏差值补偿理论值即为机械手到达理论位置的 实际运动坐标。当机械手命令位置运动的补偿不在补偿表中,则利用距离命令位置最近的 两个位置进行插值计算得到相应的补偿值即可。
[0083]所述步骤105的具体方法为:当机械手指定一个具体的点位进行移动时,即机 械手的移动的点位坐标为(xl,yl,zl),当将此位置直接输入给机械手,实际的定位位置 并不是所要求的点位位置,然后通过查表得到此时Xl,yl,zl三个分量的偏差分别为Axl,Ayl,Azl,机械手移动点位为(xl+Axl,yl+Ayl,zl+Azl),移动机械手到到位置 (xl,yl,zl)上。
[0084] 本发明中所采取的技术方案是通过硬件与软件相结合的方式完成的,首先进行相 机标定系数的标定,其次进行机械手末端与相机中心的相对位置的标定,再次,利用机械手 末端带动相机移动遍历不同Z值条件下的标定板中的标记点拍摄图像、分析图像、得到偏 移量,利用双线性插值构建高精度的偏差校正表存储起来,最后利用查找校正表的方式对 机械手定位进行补偿,机械手运行到设定的位置上。
[0085] 以上对本发明的具体实施例进行了详细说明,但内容仅为本发明创造的较佳实施 例,不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变 化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (13)

1. 一种机器人末端定位偏差校正方法,其特征在于,包括如下步骤: 101 :设定相机标定系统; 102 :机械手末端与相机中心的相对位置的标定; 103 :机械手末端带动相机移动遍历不同Z值条件下,相机拍摄标定板中的所有标记点 的图像、分析图像、得到一系列的偏移量数据; 104 :构建空间偏差分布表; 105 :通过偏差分布表的方式得到机器人末端的偏差。
2. 根据权利要求1所述的偏差校正方法,其特征在于,所述步骤101的方法如下: Al :设定机械手坐标系,待标记平面上所有的标记点的Z坐标等于0,机械手带动相机 拍摄某一标记点的图像,采集并分析得到该标记点的图像坐标Ml ; A2 :待标记平面在X方向移动距离L (L单位为毫米),再次拍摄所述标记点的图像,分 析再次得到所述标记点的图像坐标M2 ; A3 :根据所述标记点两次的图像坐标Ml、M2、和移动距离L,计算相机的标记标定系数 Scale0
3. 根据权利要求2所述的偏差校正方法,其特征在于,Ml的坐标为(X p,yp),M2的坐标 为(xP_,yP_),Ml和M2坐标的单位均为像素,所述标记点在两次图像坐标之间的距离为
Figure CN105066884AC00021
,D的单位为像素,标定系数为Scale = L/D,Scale的单位 为 mm/pixel〇
4. 根据权利要求2所述的偏差校正方法,其特征在于,所述步骤102的具体方法为:进 行机械手末端的顶点与图像采集模块的相机的中心的标定,计算相对位置Λ X'、Ay'。
5. 根据权利要求4所述的偏差校正方法,其特征在于,所述步骤102的方法如下: Bl :机械手末端的顶点处于回零的状态,调节待标定平面使其位于机械手坐标系Z = 0 的平面上,且待标记平面的待标记点的Z坐标等于0,标定板的另外两个方向的平面分别与 机械手XYZ坐标系的X方向和Y方向所在的坐标轴方向平行; 标记R点可以是待标记平面21的中心标记点,也可以不是待标记平面21的中心标记 占. Β2 :使待标记点与机械手末端的顶点重合,此时机械手末端的顶点的位置坐标为(X = 0, y = 0, ζ = 0); B3 :移动机械手带动相机拍摄待标记点,使待标记点出现所拍摄图像的中心位置,记录 此时机械手的位置坐标为(X。,y。,ζ。),其中z。= 0 ; B4 :计算机械手末端的顶点与相机中心的相对位置Λ X'、Λ y'为: Δ χ? = χ0-χ = χ Δ y' = y〇-y = y Λ χ'、Λ y'的单位为:毫米(mm)。
6. 根据权利要求5所述的偏差校正方法,其特征在于,所述待标记点为待标记平面的 中心标记点。
7. 根据权利要求1或4或5或6所述的偏差校正方法,其特征在于,所述步骤103包括 如下过程: 1031 :设定机械手末端在回零状态下,机械手末端与标定板中心标记点的中心重合,机 械手根据步骤102中得到相对位置,移动相机使相机的中心点位于该中心标记点的中心; 1032 :机械手末端在Z = 0平面遍历标定板的所有标记点,相机分别拍摄这些标记点的 图像,分析所有标记点的图像与中心标记点的图像的偏差并记录每个标记点在X和Y方向 的偏移值,记录Z = 0平面的偏差分布; 1033 :机械手末端在Z = η平面遍历标定板中所有标记点,相机分别拍摄这些标记点的 图像,分析所有标记点的图像与中心标记点的图像的偏差并记录每个标记点在X和Y方向 的偏移值,记录Z = η平面的偏差分布。
8. 根据权利要求7所述的偏差校正方法,其特征在于,所述步骤1031的具体方法为: 使机械手末端的顶点处于回零的状态,调节标记板,使待标定平面位于机械手坐标系Z = 0 的平面,标定的另外两个方向的平面分别与机械手XYZ坐标系的X方向和Y方向所在的坐 标轴方向平行,并使标定板的中心标记点与机械手末端的顶点重合;机械手根据步骤102 中得到的相对位置带动相机移动,相机拍摄中心标记点的图像,此时的中心标记点正好位 于图像的中心。
9. 根据权利要求7或8所述的偏差校正方法,其特征在于,所述步骤104的具体方法 为:采用步骤1032和1033的方法,将标定板上升不同高度,得到一系列的Z处于不同位置 的误差分布,构成一个空间误差分布的表格,每一个Z位置上的误差分布都包含X方向,Y 方向和Z方向三个部分,通过双线性插值的方式得到误差校正表格。
10. 根据权利要求9所述的偏差校正方法,其特征在于,所述步骤105的具体方法为: 当机械手指定一个具体的点位进行移动时,即机械手的移动的点位坐标为(xl,yl,zl),当 将此位置直接输入给机械手,通过查表得到此时xl,yl,zl三个分量的偏差分别为Δ xl, Ayl,Δζΐ,得到机械手移动点位为(xl+ΔχΙ,yl+Ayl,Ζ1+ΔΖ1),移动机械手到位置 (xl,yl,zl)上。
11. 一种机器人末端定位偏差校正系统,其特征在于,该偏差校正系统采用权利要求 1-10任一所述偏差校正方法,该偏差校正系统包括:机械手、位于机械手末端的执行端、执 行端工作的对象标定板、以及固定及带动标定板运动的运动平台、以及固定在机械手末端 的图像采集模块,图像采集模块位于执行端旁,其包括相机和镜头。
12. 根据权利要求11所述的偏差校正系统,其特征在于:标定板为棋盘格标定板,标定 板上设有多根等距离排列的横向和纵向的线条,这些线条围设有多个尺寸相同的小方格, 横向和纵向的线条的十字交叉点称为标记点。
13. 根据权利要求11所述的偏差校正系统,其特征在于:运动平台包括:第一平台、滑 动固定在第一平台上的第二运动平台、以及滑动固定在第二运动平台的第三运动平台,其 中,第二运动平台在第一平台上相对第一平台做Z方向滑动;标定板固定在第三运动平台 上,第三运动平台在第二运动平台上相对第二运动平台做X方向滑动。
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