CN218099601U - 用于机器人激光装置标定质量检测的辅助设备及检测系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于机器人激光装置标定质量检测的辅助设备，包括：支撑装置；平台，平台设置在支撑装置上或者与支撑装置一体地形成；定位装置，定位装置设置在平台的第一区域以用于对待检测的机器人进行定位；以及平面板装置，平面板装置设置在平台的第二区域以接收待检测的机器人发出的激光，使得机器人发出的激光在平面板装置上形成激光线段或者激光区域，待检测的机器人能够采集激光线段或激光区域的激光点云数据。本公开还提供了一种检测系统。

Description

用于机器人激光装置标定质量检测的辅助设备及检测系统

技术领域

本公开涉及一种用于机器人激光装置标定质量检测的辅助设备及检测系统。

背景技术

近年来，随着技术的进步和成本的降低，各类激光传感器在各类产品上的使用量越来越多，新产品也不断涌现，如各类民用及商用机器人、3D激光扫描仪等。

激光传感器产品在生产阶段，在安装传感器模组时会因为产品结构或者装配产生误差或错误，这会导致激光模组与机器人整机之间的外参与理论值不同/产生偏差。为解决这类问题，现有技术一般会在生产机器人时去标定该外参，但是标定过后并没有很好的方法去检测标定本身的效果好坏。

例如中国专利文献CN112731356A，其公开了一种无人车上多线激光雷达外参标定方法，包括：分别获取标定点在车辆坐标系和雷达坐标系下形成的三维坐标；基于预设的转换公式，对三维坐标进行参数计算，得到参数计算结果；基于参数计算结果，确定多线激光雷达的外参。参考其图2，该标定方法需要在两个墙面上均设置多个标定靶标，来构建标定环境。

例如中国专利文献CN103837869B，其公开了基于向量关系的单线激光雷达和CCD相机标定方法，在激光坐标系中提取激光雷达扫描V型靶标的点集信息，通过直线拟合求得靶标两个不同平面内的直线的方向向量及交点坐标；在相机坐标系中利用CCD相机捕获图像，通过对图像信息处理获取靶标平面方程和过原点与激光雷达扫描线的平面方程，建立激光雷达扫描的直线方程，进一步得到直线的方向向量及交点坐标；最后依据不同坐标系对应直线方向向量及交点间的关系完成标定。参考其图2，其同样需要在两个平面上均构建黑白棋盘，来构建标定环境。

再例如中国专利文献CN109375195B，其公开了一种基于正交法向量的多线激光雷达外参数快速标定方法，该方法步骤为：选择一个有平坦地面且有墙角的场景；把安装了多线激光雷达的无人驾驶车辆正对着其中一面墙停放；选取照射在三个面上的雷达数据点集，标记为P1，P2，P3；对每个数据点集进行计算，得到点集的法向量I1，I2，I3；计算数据点集所对应的墙面在车体坐标系下的法向量集W1，W2，W3；标记NI＝[I1,I2,I3]，NW＝[W1,W2,W3]；对H进行奇异值分解，得到旋转矩阵R。参考其图2，其同样是基于两个墙面构建了标定场景。

再例如中国专利文献CN112147599A，其公开了基于样条函数的连续时间上3D激光雷达和惯性传感器外参标定方法，第一阶段为基于已知环境地图，对标定数据中的3D激光点云进行预处理，第二阶段为将高频率惯性传感器的运动轨迹用样条函数建模为连续轨迹，基于样条函数得到任意时刻惯性传感器的位姿，引入3D激光雷达和惯性传感器之间的外参，约束激光点，构建优化问题进行求解。

现有技术中也不存在用于机器人激光装置标定质量检测的辅助设备。

实用新型内容

本公开提供一种用于机器人激光装置标定质量检测的辅助设备及检测系统。

根据本公开的一个方面，提供一种用于机器人激光装置标定质量检测的辅助设备，包括：

支撑装置；

平台，所述平台设置在所述支撑装置上或者与所述支撑装置一体地形成；

定位装置，所述定位装置设置在所述平台的第一区域以用于对待检测的机器人进行定位；

平面板装置，所述平面板装置设置在所述平台的第二区域以接收待检测的机器人发出的激光，使得机器人发出的激光在平面板装置上形成激光线段或者激光区域，所述待检测的机器人能够采集所述激光线段或所述激光区域的激光点云数据。

根据本公开的至少一个实施方式的辅助设备，所述平台的第二区域设置有至少一个定位线区域以对所述平面板装置进行定位，所述定位线区域的定位线互相平行且间距相同。

根据本公开的至少一个实施方式的辅助设备，所述定位线由通孔槽或者盲孔槽形成。

根据本公开的至少一个实施方式的辅助设备，所述平台的第二区域设置有两个所述定位线区域，且两个所述定位线区域关于一条对称轴对称地设置，且所述对称轴通过所述定位装置的几何中心在所述第一区域的投影。

根据本公开的至少一个实施方式的辅助设备，所述定位线区域为矩形区域。

根据本公开的至少一个实施方式的辅助设备，所述定位装置包括左右定位组件及前后定位组件，所述左右定位组件用于对待检测的机器人的左右边缘进行定位，所述前后定位组件用于对待检测的机器人的前后边缘进行定位。

根据本公开的至少一个实施方式的辅助设备，所述左右定位组件包括设置在所述定位装置的左边缘和有边缘的定位槽，所述前后定位组件包括设置在所述定位装置的前边缘的定位支架和后边缘的定位凸起。

根据本公开的至少一个实施方式的辅助设备，所述平面板装置至少包括两个不平行且具有一条共同边的平面板。

根据本公开的至少一个实施方式的辅助设备，所述平面板装置包括三个互相垂直的平面板。

根据本公开的至少一个实施方式的辅助设备，所述平面板装置具有一个第一平面板、一个第二平面板、一个第四平面板及两个第三平面板，其中，第二平面板与第四平面板互相平行，且均与第一平面板垂直，两个第三平面板互相平行且均与第一平面板垂直，其中，第一平面板的板面正对地朝向所述定位装置。

根据本公开的另一个方面，提供一种对机器人激光装置的标定质量进行检测的检测系统，包括：

本公开任一个实施方式的辅助设备；

图像采集装置，所述图像采集装置被保持在所述定位装置的正上方，所述图像采集装置的几何中心在平台的投影与所述定位装置的几何中心在平台的投影重合，所述图像采集装置能够采集所述激光线段或所述激光区域的图像数据。

根据本公开的至少一个实施方式的检测系统，还包括：

数据处理装置，所述数据处理装置能够获取待检测的机器人采集的激光线段或激光区域的激光点云数据，并能够获取所述图像采集装置采集的激光线段或激光区域的图像数据。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1示出了本公开的一个实施方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的方法的流程示意图。

图2示出了本公开的一个实施方式的清洁机器人，其具有激光装置。

图3示出了本公开的一个实施方式的检测系统。

图4示出了本公开的一个实施方式的平面板装置的结构示意图。

图5示出了本实施方式的在三个平面板上形成的激光线段01、激光线段02和激光线段03。

图6示出了本公开的又一个实施方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的方法的流程示意图。

图7是本公开的一个实施方式的采用处理系统的硬件实现方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的装置的结构示意框图。

附图标记说明

100 检测系统

110 支撑装置

111 平台

112 定位线区域

120 定位装置

121 定位槽

122 定位支架

123 定位凸起

130 图像采集装置

140 平面板装置

141 第一平面板

142 第二平面板

143 第三平面板

144 第四平面板

150 数据处理装置

200 机器人

210 激光装置

1000 对机器人激光装置的标定质量进行检测的装置

1002 激光点云数据获取模块

1004 图像数据获取模块

1006 第一位置信息提取模块

1008 第二位置信息提取模块

1010 激光点云数据空间特征获取模块

1012 图像数据空间特征获取模块

1014 匹配度获取模块

1016 判断模块

1100 总线

1200 处理器

1300 存储器

1400 其他电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。

除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。

当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。

本文使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。

下文结合图1至图7对本公开的对机器人激光装置的标定质量进行检测的方法、辅助设备、检测系统等进行详细说明。

图1示出了本公开的一个实施方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的方法的流程示意图。

参考图1，本实施方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的方法S100，包括：

S102、机器人激光装置发出激光以至少照射至平面板形成激光线段；

S104、获取激光线段的激光点云数据，获取激光线段的图像数据；

S106、获取激光点云数据在激光装置坐标系中的位置信息，获取图像数据在机器人坐标系中的位置信息；

S108、基于激光装置的外参标定参数(例如外参标定矩阵)将激光点云数据在激光装置坐标系中的位置信息转换为在机器人坐标系中的位置信息，以获取激光点云数据的第一空间特征及第二空间特征；基于图像数据在机器人坐标系中的位置信息获取图像数据的第一空间特征及第二空间特征；

S110、获取激光点云数据的第一空间特征与图像数据的第一空间特征的第一匹配度，获取激光点云数据的第二空间特征与图像数据的第二空间特征的第二匹配度；

S112、如果第一匹配度符合第一预设条件且第二匹配度符合第二预设条件，则判定外参标定参数合格；如果第一匹配度不符合第一预设条件或者第二匹配度不符合第二预设条件，则判定外参标定参数不合格。

本实施方式所描述的激光装置发出的激光位于同一个平面之内，使得激光照射到物体上时呈线型，例如照射到平面上，将在平面上形成一条激光线。

本公开中的机器人可以是清洁机器人，例如现有技术中的圆盘式清洁机器人，图2示出了本公开的一个实施方式的清洁机器人200，其具有激光装置210，激光装置210可以是激光测距传感器(LDS激光测距传感器)，在一些实施方式中，激光装置210可转动地设置于清洁机器人200并由上壳体露出。

由于清洁机器人200的结构限制，激光装置210的激光装置坐标系与清洁机器人200的机器人坐标系不相同，激光装置210进行测距之后获得的数据(例如障碍物距离)需要通过外参标定参数转换至机器人坐标系。机器人坐标系一般以清洁机器人的几何中心在地面的投影作为原点，x方向为机器人正前方，y方向为机器人左方，z为机器人正上方。

因此，在清洁机器人出厂时需要进行标定以获得外参标定参数(具体地标的参数获取可以采用现有技术中的方法，本公开对此不做特别限定)，然而，在外参标定参数获得之后，现有技术一般难以对标定质量进行检测，尤其是对于一些激光装置210，其可以转动以对不同区域的障碍物进行测距，一些实施方式的激光装置210，既可以发出竖直方向的激光线、水平方向的激光线，在对障碍物进行测距的同时，还对障碍物的尺寸进行测量，标定质量的检测变得尤为重要，影响着激光装置210对障碍物检测的准确程度。

本公开的对机器人激光装置的标定质量进行检测的方法S100，可以基于图3示出的检测系统100实现。

参考图3，本公开的优选实施方式的检测系统100包括机器人定位装置120以及与机器人定位装置120具有预设位置关系的平面板装置140，平面板装置140接收激光装置210发射的竖直方向和/或水平方向的线激光，从而在平面板装置140的至少一个平面板，从而在平面板上形成激光线段。

本公开的检测系统100还包括图像采集装置130，图像采集装置130可以是CCD图像传感器等，本公开对图像传感器130的具体类型/型号等不做特别限定。

优选地，当清洁机器人200被定位至机器人定位装置120上，图像采集装置130的几何中心在地面的投影或在定位装置120的支撑板上的投影与清洁机器人的几何中心在地面的投影或在定位装置120的支撑板上的投影重合，使得图像采集装置坐标系与机器人坐标系仅具有z轴上的差别，基于该差别，图像采集装置坐标系与机器人坐标系能够轻易地被转换。

继续参考图3，本公开的检测系统100还包括数据处理装置150(例如具有存储器、处理器的计算机)，数据处理装置150获取清洁机器人200的激光装置210采集的激光线段的激光点云数据，获取图像采集装置130采集的激光线段的图像数据，并且基于程序指令执行以下步骤：

获取激光点云数据在激光装置坐标系中的位置信息，获取图像数据在机器人坐标系中的位置信息；

基于激光装置的外参标定参数(例如外参标定矩阵)将激光点云数据在激光装置坐标系中的位置信息转换为在机器人坐标系中的位置信息，以获取激光点云数据的第一空间特征及第二空间特征；基于图像数据在机器人坐标系中的位置信息获取图像数据的第一空间特征及第二空间特征。

其中，程序指令可以存储在数据处理装置150的存储器之中，当程序指令被数据处理装置150的处理器执行时实现上述处理步骤。

在本公开的一些实施方式中，清洁机器人200可以与数据处理装置150建立通信连接(优选为无线通信连接)，以将激光装置210采集的激光点云数据传输至数据处理装置150，图像采集装置130可以与数据处理装置150建立通信连接(优选为有线通信连接)，以将图像采集装置130采集的激光线段的图像数据传输至数据处理装置150。

本公开通过在同一个坐标系中(机器人坐标系)的激光线段的激光点云数据的两种空间特征及激光线段的图像数据的两种空间特征，进一步地获取两种匹配度，从而对激光装置的标定效果进行检测。

进一步地，如果第一匹配度符合第一预设条件且第二匹配度符合第二预设条件，则判定外参标定参数合格；如果第一匹配度不符合第一预设条件或者第二匹配度不符合第二预设条件，则判定外参标定参数不合格。

在本公开的一些实施方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的方法中，机器人激光装置发出激光照射至多个平面板，以形成至少两条激光线段，其中，至少两个平面板不平行且具有一条共同边。

例如当激光装置发出水平扇面激光，使得该水平扇面激光照射至不平行且具有一条共同边的平面板上(例如图4中的第一平面板141、(一个或两个)第三平面板143)，形成两条以上的激光线段，从而基于两条以上的激光线段的激光点云数据和图像数据进行激光装置的标定效果的检测。

在本实施方式中，只有当多条激光线段的第一匹配度和第二匹配度均符合上文描述的匹配度条件时，判定外参标定参数合格，否则判定为不合格。

本实施方式中，激光装置也可以发出竖向扇面激光，该竖直扇面激光照射至不平行且具有一条共同表的平面板上(例如图4中的第一平面板141和第二平面板142，或者图4中的第一平面板141、第二平面板142及第四平面板144)，形成两条以上的激光线段，从而基于两条以上的激光线段的激光点云数据和图像数据进行激光装置的标定效果的检测。

在本公开的一些实施方式中，机器人激光装置发出激光照射至三个平面板，以形成三条激光线段，其中，三个平面板互相垂直。

本实施方式中，可以调整激光装置210的激光发射角度，使得激光装置210发射的扇面激光能够同时照射至三个平面板，并在三个平面板上均形成激光线段，从而基于三条激光线段的激光点云数据和图像数据进行激光装置的标定效果检测，从而进一步提高检测的准确度。

图5示出了本实施方式的在三个平面板上形成的激光线段01、激光线段02和激光线段03。

结合图4和图5，在本公开的一些实施方式中，平面板装置140具有互相垂直的第一平面板141、第三平面板143及第四平面板144，供三个平面板。在本公开的另一些实施方式中，平面板装置140具有一个第一平面板141、一个第二平面板142、一个第四平面板144及两个第三平面板143，其中，第二平面板142与第四平面板144互相平行，且均与第一平面板141垂直，两个第三平面板143互相平行且均与第一平面板141垂直，其中，第一平面板141的板面正对地朝向激光装置210。

在本公开的一些实施方式中，获取激光点云数据在激光装置坐标系中的位置信息，获取图像数据在机器人坐标系中的位置信息，包括：

获取激光线段的激光点云数据在激光装置坐标系中的两个端点的位置信息及两个端点之间两个以上中间点的位置信息；

获取激光线段的图像数据在机器人坐标系中的两个端点的位置信息及两个端点之间两个以上中间点的位置信息。

其中，本实施方式的激光线段的激光点云数据的位置信息获取可以采用现有技术中的激光点云处理算法，激光线段的图像数据的位置信息获取可以采用现有技术中的图像处理算法，本公开对此不做特别限定。

对于本公开的对机器人激光装置的标定质量进行检测的方法，第一空间特征为线的空间特征，第二空间特征为点的空间特征。

在本公开的一些实施方式中，上文描述的线的空间特征为激光线段的斜率，上文描述的点的空间特征为激光线段的中点位置坐标。

根据本公开的优选实施方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的方法，基于激光点云数据获取的激光线段的中间点的数量与基于图像数据获取的激光线段的中间点的数量相同。

在本公开的一些实施方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的方法，获取激光点云数据的第一空间特征与图像数据的第一空间特征的第一匹配度，获取激光点云数据的第二空间特征与图像数据的第二空间特征的第二匹配度，包括：

基于激光点云数据的第一空间特征与图像数据的第一空间特征的偏差获得第一匹配度；

基于激光点云数据的第二空间特征与图像数据的第二空间特征的偏差获得第二匹配度。

在本公开的一些实施方式中，第一空间特征为激光线段的斜率，第二空间特征为激光线段的中点位置坐标，可以基于激光点云数据获得的激光线段的斜率与基于图像数据获取的激光线段的斜率之间的偏差来获得上文描述的第一匹配度，可以基于激光点云数据获得的激光线段的中点位置坐标与基于图像数据获取的激光线段的中点位置坐标之间的偏差来获得上文描述的第二匹配度。

图6示出了本公开的又一个实施方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的方法的流程示意图。

参考图6，本实施方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的方法S200包括：

S202、机器人激光装置发出激光以至少照射至平面板形成激光区域；

S204、获取激光区域的激光点云数据，获取激光区域的图像数据；

S206、获取激光点云数据在激光装置坐标系中的位置信息，获取图像数据在机器人坐标系中的位置信息；

S208、基于激光装置的外参标定参数(例如外参标定矩阵)将激光点云数据在激光装置坐标系中的位置信息转换为在机器人坐标系中的位置信息，以获取激光点云数据的第一空间特征及第二空间特征；基于图像数据在机器人坐标系中的位置信息获取图像数据的第一空间特征及第二空间特征；

S210、获取激光点云数据的第一空间特征与图像数据的第一空间特征的第一匹配度，获取激光点云数据的第二空间特征与图像数据的第二空间特征的第二匹配度；

S212、如果第一匹配度符合第一预设条件且第二匹配度符合第二预设条件，则判定外参标定参数合格；如果第一匹配度不符合第一预设条件或者第二匹配度不符合第二预设条件，则判定外参标定参数不合格。

对于一些实施方式的激光装置210，其基于发出的锥形激光束对障碍物进行距离检测和位置检测，本实施方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的方法S200，激光照射至平面板后将形成激光区域，而不是激光线段，其可以是圆形激光区域，或者是圆形的一部分的激光区域。

在本公开的一些实施方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的方法S200中，机器人激光装置发出激光照射至多个平面板，以形成至少两个激光区域，其中，至少两个平面板不平行且具有一条共同边。

在本公开的一些实施方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的方法S200中，机器人激光装置发出激光照射至三个平面板，以形成三个激光区域，其中，三个平面板互相垂直。

在本公开的一些实施方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的方法S200中，获取激光点云数据在激光装置坐标系中的位置信息，获取图像数据在机器人坐标系中的位置信息，包括：

获取激光区域的激光点云数据在激光装置坐标系中的边缘轮廓弧形线段的两个端点的位置信息及两个端点之间两个以上中间点的位置信息；

获取激光线段的图像数据在机器人坐标系中的边缘轮廓弧形线段的两个端点的位置信息及两个端点之间两个以上中间点的位置信息。

在本公开的一些实施方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的方法S200中，第一空间特征为线的空间特征，第二空间特征为点的空间特征。

在本公开的一些实施方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的方法S200中，基于激光点云数据获取的边缘轮廓弧形线段的中间点的数量与基于图像数据获取的边缘轮廓弧形线段的中间点的数量相同。

在本公开的一些实施方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的方法S200中，获取激光点云数据的第一空间特征与图像数据的第一空间特征的第一匹配度，获取激光点云数据的第二空间特征与图像数据的第二空间特征的第二匹配度，包括：

基于激光点云数据的第一空间特征与图像数据的第一空间特征的偏差获得第一匹配度；

基于激光点云数据的第二空间特征与图像数据的第二空间特征的偏差获得第二匹配度。

在本公开的一些实施方式中，第一空间特征为边缘轮廓弧形线段的弧度，第二空间特征为边缘轮廓弧形线段的中点位置坐标，可以基于激光点云数据获得的边缘轮廓弧形线段的弧度与基于图像数据获取的边缘轮廓弧形线段的弧度之间的偏差来获得上文描述的第一匹配度，可以基于激光点云数据获得的边缘轮廓弧形线段的中点位置坐标与基于图像数据获取的边缘轮廓弧形线段的中点位置坐标之间的偏差来获得上文描述的第二匹配度。

本公开还相应地提供了对机器人激光装置的标定质量进行检测的装置。

根据本公开的一个实施方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的装置1000，包括：

激光点云数据获取模块1002，激光点云数据获取模块1002获取激光线段的激光点云数据；

图像数据获取模块1004，图像数据获取模块1004获取激光线段的图像数据；

第一位置信息提取模块1006，第一位置信息提取模块1006获取激光点云数据在激光装置坐标系中的位置信息；

第二位置信息提取模块1008，第二位置信息提取模块1008获取图像数据在机器人坐标系中的位置信息；

激光点云数据空间特征获取模块1010，激光点云数据空间特征获取模块1010基于激光装置的外参标定参数(例如外参标定矩阵)将激光点云数据在激光装置坐标系中的位置信息转换为在机器人坐标系中的位置信息，以获取激光点云数据的第一空间特征及第二空间特征；

图像数据空间特征获取模块1012，图像数据空间特征获取模块1012基于图像数据在机器人坐标系中的位置信息获取图像数据的第一空间特征及第二空间特征；

匹配度获取模块1014，匹配度获取模块1014获取激光点云数据的第一空间特征与图像数据的第一空间特征的第一匹配度，获取激光点云数据的第二空间特征与图像数据的第二空间特征的第二匹配度；

判断模块1016，判断模块1016基于以下判断逻辑进行判断：如果第一匹配度符合第一预设条件且第二匹配度符合第二预设条件，则判定外参标定参数合格；如果第一匹配度不符合第一预设条件或者第二匹配度不符合第二预设条件，则判定外参标定参数不合格；

其中，激光线段为机器人激光装置发出激光照射至平面板形成的激光线段。

其中，本实施方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的装置1000可以基于计算机软件架构实现(参考图7)。

根据本公开的又一个实施方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的装置1000，包括：

激光点云数据获取模块1002，激光点云数据获取模块1002获取激光区域的激光点云数据；

图像数据获取模块1004，图像数据获取模块1004获取激光区域的图像数据；

第一位置信息提取模块1006，第一位置信息提取模块1006获取激光点云数据在激光装置坐标系中的位置信息；

第二位置信息提取模块1008，第二位置信息提取模块1008获取图像数据在机器人坐标系中的位置信息；

激光点云数据空间特征获取模块1010，激光点云数据空间特征获取模块1010基于激光装置的外参标定参数(例如外参标定矩阵)将激光点云数据在激光装置坐标系中的位置信息转换为在机器人坐标系中的位置信息，以获取激光点云数据的第一空间特征及第二空间特征；

图像数据空间特征获取模块1012，图像数据空间特征获取模块1012基于图像数据在机器人坐标系中的位置信息获取图像数据的第一空间特征及第二空间特征；

匹配度获取模块1014，匹配度获取模块1014获取激光点云数据的第一空间特征与图像数据的第一空间特征的第一匹配度，获取激光点云数据的第二空间特征与图像数据的第二空间特征的第二匹配度；

判断模块1016，判断模块1016基于以下判断逻辑进行判断：如果第一匹配度符合第一预设条件且第二匹配度符合第二预设条件，则判定外参标定参数合格；如果第一匹配度不符合第一预设条件或者第二匹配度不符合第二预设条件，则判定外参标定参数不合格；

其中，激光区域为机器人激光装置发出激光照射至平面板形成的激光区域。

图7是本公开的一个实施方式的采用处理系统的硬件实现方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的装置1000的结构示意框图。

该装置可以包括执行上述流程图中各个或几个步骤的相应模块。因此，可以由相应模块执行上述流程图中的每个步骤或几个步骤，并且该装置可以包括这些模块中的一个或多个模块。模块可以是专门被配置为执行相应步骤的一个或多个硬件模块、或者由被配置为执行相应步骤的处理器来实现、或者存储在计算机可读介质内用于由处理器来实现、或者通过某种组合来实现。

该硬件结构可以利用总线架构来实现。总线架构可以包括任何数量的互连总线和桥接器，这取决于硬件的特定应用和总体设计约束。总线1100将包括一个或多个处理器1200、存储器1300和/或硬件模块的各种电路连接到一起。总线1100还可以将诸如外围设备、电压调节器、功率管理电路、外部天线等的各种其他电路1400连接。

总线1100可以是工业标准体系结构(ISA，Industry Standard Architecture)总线、外部设备互连(PCI，Peripheral Component)总线或扩展工业标准体系结构(EISA，Extended Industry Standard Component)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，该图中仅用一条连接线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本公开的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本公开的实施方式所属技术领域的技术人员所理解。处理器执行上文所描述的各个方法和处理。例如，本公开中的方法实施方式可以被实现为软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储器。在一些实施方式中，软件程序的部分或者全部可以经由存储器和/或通信接口而被载入和/或安装。当软件程序加载到存储器并由处理器执行时，可以执行上文描述的方法中的一个或多个步骤。备选地，在其他实施方式中，处理器可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行上述方法之一。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，可以具体实现在任何可读存储介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。

就本说明书而言，“可读存储介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。可读存储介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式只读存储器(CDROM)。另外，可读存储介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在存储器中。

应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施方式方法的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施方式的步骤之一或其组合。

此外，在本公开各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个可读存储介质中。存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

再次参考图3和图4，本公开还提供了用于机器人激光装置标定质量检测的辅助设备，包括：

支撑装置110；

平台111，平台111设置在支撑装置110上或者与支撑装置110一体地形成；

定位装置120，定位装置120设置在平台的第一区域以用于对待检测的机器人(例如清洁机器人)进行定位；

平面板装置140，平面板装置140设置在平台111的第二区域以接收待检测的机器人发出的激光，使得机器人发出的激光在平面板装置140上形成激光线段或者激光区域，待检测的机器人能够采集激光线段或激光区域的激光点云数据。

对于上述实施方式的辅助设备，平台111的第二区域设置有至少一个定位线区域112以对平面板装置140进行定位，定位线区域112的定位线互相平行且间距相同。

对于上述各个实施方式的辅助设备，优选地，定位线由通孔槽或者盲孔槽形成。

在本公开的一些实施方式的辅助设备中，平台111的第二区域设置有两个定位线区域112，且两个定位线区域112关于一条对称轴对称地设置，且对称轴通过定位装置120的几何中心在第一区域的投影。

根据本公开的优选实施方式的辅助设备，定位线区域112为矩形区域。

在本公开的一些实施方式中，定位装置120包括左右定位组件及前后定位组件，左右定位组件用于对待检测的机器人的左右边缘进行定位，前后定位组件用于对待检测的机器人的前后边缘进行定位。

在本公开的一些实施方式中，左右定位组件包括设置在定位装置120的左边缘和有边缘的定位槽121(例如可以容纳机器人的轮子)，前后定位组件包括设置在定位装置120的前边缘的定位支架122和后边缘的定位凸起123。

对于上述各个实施方式的辅助设备，优选地，平面板装置140至少包括两个不平行且具有一条共同边的平面板。

对于上述各个实施方式的辅助设备，优选地，平面板装置140包括三个互相垂直的平面板。

在本公开的一些实施方式中，平面板装置140具有一个第一平面板141、一个第二平面板142、一个第四平面板144及两个第三平面板143，其中，第二平面板142与第四平面板144互相平行，且均与第一平面板141垂直，两个第三平面板143互相平行且均与第一平面板141垂直，其中，第一平面板141的板面正对地朝向定位装置120。

本公开提供的辅助装置，能够对待检测的机器人200及平面板装置进行定位，且使得机器人和平面板装置之间的距离能够基于定位线区域进行调整，以适应对机器人的激光装置进行检测。

本公开还提供了对机器人激光装置的标定质量进行检测的检测系统100，参考图3，包括：

本公开任一个实施方式的辅助设备；

图像采集装置130，图像采集装置130被保持在定位装置120的正上方，图像采集装置130的几何中心在平台111的投影与定位装置120的几何中心在平台111的投影重合，图像采集装置130能够采集激光线段或激光区域的图像数据。

在本公开的一些实施方式中，检测系统100还包括：

数据处理装置150，数据处理装置150能够获取待检测的机器人采集的激光线段或激光区域的激光点云数据，并能够获取图像采集装置130采集的激光线段或激光区域的图像数据。

其中，本公开的检测系统100的数据处理装置150包括存储器及处理器，存储器上以程序指令的形式存储有本公开任一个实施方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的装置1000。

本公开还提供一种电子设备，包括：

存储器，存储器存储执行指令；

处理器，处理器执行存储器存储的执行指令，使得处理器执行本公开任一个实施方式的对机器人激光装置的标定质量进行检测的方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式/方式”、“一些实施方式/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方式/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须的是相同的实施方式/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方式/方式或示例以及不同实施方式/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (12)

1.一种用于机器人激光装置标定质量检测的辅助设备，其特征在于，包括：

支撑装置；

平台，所述平台设置在所述支撑装置上或者与所述支撑装置一体地形成；

定位装置，所述定位装置设置在所述平台的第一区域以用于对待检测的机器人进行定位；以及

平面板装置，所述平面板装置设置在所述平台的第二区域以接收待检测的机器人发出的激光，使得机器人发出的激光在平面板装置上形成激光线段或者激光区域，所述待检测的机器人能够采集所述激光线段或所述激光区域的激光点云数据。

2.根据权利要求1所述的辅助设备，其特征在于，所述平台的第二区域设置有至少一个定位线区域以对所述平面板装置进行定位，所述定位线区域的定位线互相平行且间距相同。

3.根据权利要求2所述的辅助设备，其特征在于，所述定位线由通孔槽或者盲孔槽形成。

4.根据权利要求2所述的辅助设备，其特征在于，所述平台的第二区域设置有两个所述定位线区域，且两个所述定位线区域关于一条对称轴对称地设置，且所述对称轴通过所述定位装置的几何中心在所述第一区域的投影。

5.根据权利要求2所述的辅助设备，其特征在于，所述定位线区域为矩形区域。

6.根据权利要求1所述的辅助设备，其特征在于，所述定位装置包括左右定位组件及前后定位组件，所述左右定位组件用于对待检测的机器人的左右边缘进行定位，所述前后定位组件用于对待检测的机器人的前后边缘进行定位。

7.根据权利要求6所述的辅助设备，其特征在于，所述左右定位组件包括设置在所述定位装置的左边缘和有边缘的定位槽，所述前后定位组件包括设置在所述定位装置的前边缘的定位支架和后边缘的定位凸起。

8.根据权利要求1所述的辅助设备，其特征在于，所述平面板装置至少包括两个不平行且具有一条共同边的平面板。

9.根据权利要求8所述的辅助设备，其特征在于，所述平面板装置包括三个互相垂直的平面板。

10.根据权利要求8所述的辅助设备，其特征在于，所述平面板装置具有一个第一平面板、一个第二平面板、一个第四平面板及两个第三平面板，其中，第二平面板与第四平面板互相平行，且均与第一平面板垂直，两个第三平面板互相平行且均与第一平面板垂直，其中，第一平面板的板面正对地朝向所述定位装置。

11.一种对机器人激光装置的标定质量进行检测的检测系统，其特征在于，包括：

权利要求1至10中任一项所述的辅助设备；

图像采集装置，所述图像采集装置被保持在所述定位装置的正上方，所述图像采集装置的几何中心在平台的投影与所述定位装置的几何中心在平台的投影重合，所述图像采集装置能够采集所述激光线段或所述激光区域的图像数据。

12.根据权利要求11所述的检测系统，其特征在于，还包括：

数据处理装置，所述数据处理装置能够获取待检测的机器人采集的激光线段或激光区域的激光点云数据，并能够获取所述图像采集装置采集的激光线段或激光区域的图像数据。

Images