适用于3D视觉与六轴机器人的标定模型的制作方法

适用于3d视觉与六轴机器人的标定模型
技术领域
1.本申请涉及3d视觉标定技术领域，特别涉及为一种适用于3d视觉与六轴机器人的标定模型。


背景技术：

2.相对值引导技术中：需要执行机构事先进行一次示教动作，并且完全符合项目工艺需求的前提条件下作为一个模板才可以让视觉进一步实施。此方法兼容性低，并且示教耗时会根据项目需求的不同而造成难度不同和时间不确定性。同时在特定场合，如超高精度场合、点位复杂数量极其之多的情况下，示教是无法进行实施的并且不会被客户所接受；
3.绝对值引导技术：可以在执行机构不发生位移的情况下，让3d视觉相机中的坐标系与执行机构的坐标系一次性统一在一起，3d视觉所获取的图像中的点位数据即执行机构中的坐标系数据。这种操作方法固定并且兼容性非常好，实际项目需求中如果需要进行修改就可以直接在图像中进行修改即可，无需进行第二次标定；
4.但绝对值引导技术也存在如下缺陷：
5.1、现有高精度标定方法需将标定整体框架搭建得十分复杂；
6.2、目前激光3d视觉与机器人的tcp标定方法需将标定块安装在相机扫描空间和机器人的执行空间的重合区域，无法实现远程标定(两者空间不重合的情况)；
7.3、现有tcp标定技术需要在已有设备上搭建相机的扫描平台，不便于快速实施。


技术实现要素：

8.本申请提供一种适用于3d视觉与六轴机器人的标定模型，实现激光3d相机与六轴机器人高精度标定和tcp远程标定。
9.本申请为解决技术问题采用如下技术手段：
10.本申请提出一种适用于3d视觉与六轴机器人的标定模型，包括标定板、标定柱、第一连接件和第二连接件；
11.所述标定板一面上的各个角点位置设置标定柱，所述标定柱的横截中心开设定位孔；
12.所述标定板另一面上安装第二连接件，所述第二连接件呈直角梯台板块状，其长边安装于标定板的另一面，其短边与所述第一连接件连接；
13.所述第一连接件由块部和板部一体成型构成，其中所述块部的宽度小于板部，高度大于板部，长度与板部相等，所述块部与第二连接件的短边固定连接，所述板部上开设若干连接孔。
14.进一步地，所述标定板为矩形板，具有四个角点部，所述标定柱包括四个一一对应设于四个角点部。
15.进一步地，所述标定柱采用圆柱，所述定位孔为位于圆柱截面中心位置的圆孔。
16.本申请提供了适用于3d视觉与六轴机器人的标定模型，具有以下有益效果：
17.1、为激光3d相机远程标定技术开拓了新的实施流程；
18.2、可最大化的利用相机自身功能，无资源浪费；
19.3、最大化的发挥相机功能，一台相机可对应多台机器人，大幅降低成本，更有竞争力。
附图说明
20.图1为本申请适用于3d视觉与六轴机器人的标定模型一个方向的整体结构示意图；
21.图2为本申请适用于3d视觉与六轴机器人的标定模型另一个方向的整体结构示意图；
22.图3为本申请适用于3d视觉与六轴机器人的标定模型又一个方向的整体结构示意图；
23.图4为本申请适用于3d视觉与六轴机器人的标定模型一个实施例的结构分解图；
24.图5为本申请适用于3d视觉与六轴机器人的标定模型一个实施例的3d相机扫描时的原理示意图；
25.图6为本申请适用于3d视觉与六轴机器人的标定模型一个实施例的机器人探针插入定位孔的原理示意图。
26.本申请为目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
27.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
28.下面将结合本申请的实施例中的附图，对本申请的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
29.需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”、“包含”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。在本申请的权利要求书、说明书以及说明书附图中的术语，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体/操作/对象与另一个实体/操作/对象区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体/操作/对象之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
30.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。
31.参考附图1
‑
4，为本申请一实施例中的适用于3d视觉与六轴机器人的标定模型的结构示意图；
32.本申请提出的一种适用于3d视觉与六轴机器人的标定模型，包括标定板1、标定柱
2、第一连接件4和第二连接件3；
33.所述标定板1一面上的各个角点位置设置标定柱2，所述标定柱2的横截中心开设定位孔21；
34.所述标定板1另一面上安装第二连接件3，所述第二连接件3呈直角梯台板块状，其长边安装于标定板1的另一面，其短边与所述第一连接件4连接；
35.所述第一连接件4由块部41和板部42一体成型构成，其中所述块部41的宽度小于板部42，高度大于板部42，长度与板部42相等，所述块部41与第二连接件3的短边固定连接，所述板部42上开设若干连接孔43。
36.具体的，所述标定板1为矩形板，具有四个角点部，所述标定柱2包括四个一一对应设于四个角点部。
37.所述标定柱2采用圆柱，所述定位孔21为位于圆柱截面中心位置的圆孔。
38.在具体工作的过程中：
39.首先将标定模型放置于激光3d相机的扫描区域，使3d相机对标定模型中的若干个标定柱2进行扫描，从而在3d相机中成像标定模型，并确定各个标定柱2的标定孔对应的3d坐标系点云数据；
40.然后，通过第一连接件4和第二连接件3将标定模型安装于六轴机器人上，机器人采用探针等感应结构依次插入各个标定柱2横截中心位置的标定孔上，从而六轴机器人的机械坐标系内也对应形成四个标定孔的点云数据；
41.根据以机械坐标点位的排列顺序，对3d坐标系和机械坐标系进行顺序标定拼合，进行排列计算后即可实现相机坐标系与机械坐标系的高精度转换功能，实现激光3d相机与六轴机器人高精度标定和tcp远程标定。
42.依照附图5所示，为相机扫描标定块获取点云图，在图像中获取四个圆柱中心坐标。
43.依照附图6所示，再将标定板放置在机器人的执行空间，使用机器人的工具尖端到达四个圆心位置，记录下四个圆心点的坐标，按照以机械坐标点位的排列顺序进行排列计算即可实现相机坐标系与机械坐标系的高精度转换功能。
44.尽管已经示出和描述了本申请的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由所附权利要求及其等同物限定。