機器人抓取的三維手眼標定方法研究

張禹，馬君橋，王永志，王綺夢

(沈陽工業大學機械工程學院，遼寧沈陽 110870)

0 前言

隨著工業機器人自動化水平日漸提高，機器視覺成為自動化加工重要的一部分。通過視覺來實現對目標物體的定位、抓取、搬運工作時，首先要通過相機來獲得目標物體的三維空間信息，于是需要進行手眼標定。傳統九點法工業手眼標定局限于二維平面，只能獲取目標物體的二維平面信息，缺少空間內的軸信息，只能在固定高度的平面上進行抓取。若機器人在空間中進行抓取，需進行三維空間手眼標定，即獲取機器人坐標系與攝像機坐標系之間的轉換關系。

張正友所提出的相機標定方法，是通過相機提取棋盤格角點，對攝像機的內、外參進行矯正。其他標定方法大多數是在張氏標定法基礎上進行改進。但攝像機標定只能對攝像機本身的誤差進行矯正，使機器人通過攝像機獲得目標物點三維坐標還需要進行手眼標定，手眼標定是進行機器人抓取、裝配等的前提條件。林嘉睿等借助一個特制的具有3個標記圓的靶標進行標定，通過控制機器人在固定高度移動，識別3個圓的圓心坐標，求得轉換矩陣。此方法具有較強的魯棒性，但僅標定了二維平面，無法進行立體識別。

AXELROD和HUANG通過將標定靶安裝在機器人末端，簡化了手眼標定的過程，但要求標定靶有較高精度。HU和CHANG為簡化標定過程，提出一種僅需一只激光筆的方法，無需手動測量即可工作，適用于機器人不在攝像機視場范圍的情況，但對設備要求較高且不易操作。……