本發(fā)明涉及線激光標(biāo)定，尤其涉及一種機器人線激光標(biāo)定方法、裝置及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在線激光掃描技術(shù)是一種先進的測量和檢測工具，通過發(fā)射一條細長的激光線來掃描物體的表面，從而獲得高精度的三維數(shù)據(jù)。線激光手眼標(biāo)定是機器人視覺系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵步驟，需要將激光掃描儀(手)與機器人攝像頭(眼)的坐標(biāo)系統(tǒng)進行精確對齊。傳統(tǒng)線激光標(biāo)定方法在擬合圓或者橢圓時，只能掃描到整個圓形或橢圓六分之一的弧長；在擬合圓柱軸線或球體球心時，距離激光坐標(biāo)系原點近，會導(dǎo)致擬合誤差大，準(zhǔn)確度低。同時，傳統(tǒng)方法僅標(biāo)定激光與機器人末端的轉(zhuǎn)換關(guān)系，后續(xù)還需要額外標(biāo)定機器人工具參數(shù)，操作復(fù)雜且費時費力，效率低。

2、綜上，相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題有待得到改善。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例提供了一種機器人線激光標(biāo)定方法、裝置及存儲介質(zhì)，有效地提高了準(zhǔn)確度和效率。

2、一方面，本發(fā)明實施例提供了一種機器人線激光標(biāo)定方法，包括以下步驟：

3、根據(jù)機器人工具末端，構(gòu)建工具末端坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣；

4、在測量標(biāo)準(zhǔn)塊放置到預(yù)設(shè)測量位置后，進行掃描處理，得到點云數(shù)據(jù)、機器人末端位姿、掃描起點和掃描終點，所述測量標(biāo)準(zhǔn)塊具有目標(biāo)特征點，所述目標(biāo)特征點包括凸起特征點或凹陷特征點；

5、從所述點云數(shù)據(jù)中提取特征測量位置點；

6、根據(jù)所述目標(biāo)特征點，進行工具位姿提取處理，得到工具末端位姿；

7、根據(jù)所述機器人末端位姿、所述特征測量位置點、所述掃描起點和所述掃描終點，計算機器人位置變換點；

8、根據(jù)初始工具末端轉(zhuǎn)換偏移值、所述工具末端坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣、所述機器人末端位姿和所述工具末端位姿，計算工具末端位置變換點；

9、根據(jù)所述機器人位置變換點和所述工具末端位置變換點，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，所述目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化目標(biāo)為目標(biāo)函數(shù)值最?。?/p>

10、利用預(yù)設(shè)非線性尋優(yōu)法對所述目標(biāo)函數(shù)進行尋優(yōu)處理，得到目標(biāo)標(biāo)定值，所述目標(biāo)標(biāo)定值用于作為線激光標(biāo)定結(jié)果，所述目標(biāo)標(biāo)定值包括目標(biāo)線激光轉(zhuǎn)換偏移值、目標(biāo)線激光歐拉旋轉(zhuǎn)角度值和目標(biāo)工具末端轉(zhuǎn)換偏移值。

11、在一些實施例中，所述根據(jù)機器人工具末端，構(gòu)建工具末端坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣，包括：

12、利用預(yù)設(shè)機器人工具坐標(biāo)系標(biāo)定法對所述機器人工具末端進行粗標(biāo)定處理，得到初始工具坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣；

13、根據(jù)所述初始工具坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣，計算所述工具末端坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。

14、在一些實施例中，所述在測量標(biāo)準(zhǔn)塊放置到預(yù)設(shè)測量位置后，進行掃描處理，得到點云數(shù)據(jù)、機器人末端位姿、掃描起點和掃描終點，包括：

15、在測量標(biāo)準(zhǔn)塊放置到預(yù)設(shè)測量位置后，生成姿態(tài)調(diào)整信號，所述姿態(tài)調(diào)整信號用于控制機器人調(diào)整到預(yù)設(shè)測量姿態(tài)，使得激光掃描能夠檢測到所述測量標(biāo)準(zhǔn)塊中的若干個所述目標(biāo)特征點；

16、在所述預(yù)設(shè)測量姿態(tài)下，生成掃描信號，所述掃描信號用于控制激光掃描設(shè)備對所述測量標(biāo)準(zhǔn)塊進行掃描，得到所述點云數(shù)據(jù)、所述機器人末端位姿、所述掃描起點和所述掃描終點。

17、在一些實施例中，所述根據(jù)所述目標(biāo)特征點，進行工具位姿提取處理，得到工具末端位姿，包括：

18、在所述預(yù)設(shè)測量姿態(tài)下，生成工具末端移動信號，所述工具末端移動信號用于控制所述機器人工具末端移動到所述目標(biāo)特征點所處位置，得到所述工具末端位姿。

19、在一些實施例中，所述根據(jù)所述機器人末端位姿、所述特征測量位置點、所述掃描起點和所述掃描終點，計算機器人位置變換點，包括：

20、根據(jù)初始線激光轉(zhuǎn)換偏移值和初始線激光歐拉旋轉(zhuǎn)角度值，計算線激光坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣；

21、根據(jù)所述機器人末端位姿、所述線激光坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣、所述掃描起點和所述掃描終點，計算掃描方向；

22、對所述掃描方向進行平面投影處理，得到x軸投影方向和z軸投影方向；

23、根據(jù)所述x軸投影方向和機器人末端坐標(biāo)系的y軸，計算第一夾角；

24、根據(jù)所述z軸投影方向和所述機器人末端坐標(biāo)系的y軸，計算第二夾角；

25、根據(jù)所述第一夾角、所述第二夾角、特征位置變換點x軸分量、特征位置變換點z軸分量和所述特征測量位置點，計算特征位置變換點；

26、根據(jù)所述特征位置變換點、所述線激光坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣和所述機器人末端位姿，計算所述機器人位置變換點。

27、在一些實施例中，所述根據(jù)所述機器人位置變換點和所述工具末端位置變換點，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，包括：

28、根據(jù)所述機器人位置變換點和所述工具末端位置變換點，進行第一測量處理，得到第一機器人變換點和第一工具變換點；

29、根據(jù)所述機器人位置變換點和所述工具末端位置變換點，進行第二測量處理，得到第二機器人變換點和第二工具變換點，所述第二測量處理的測量姿態(tài)與所述第一測量處理的測量姿態(tài)不相同，所述第二測量處理中所述測量標(biāo)準(zhǔn)塊的放置位置與所述第一測量處理中所述測量標(biāo)準(zhǔn)塊的放置位置相同；

30、根據(jù)所述機器人位置變換點和所述工具末端位置變換點，進行第三測量處理，得到第三機器人變換點和第三工具變換點，所述第三測量處理的測量姿態(tài)與所述第二測量處理的測量姿態(tài)不相同，所述第三測量處理中所述測量標(biāo)準(zhǔn)塊的放置位置與所述第二測量處理中所述測量標(biāo)準(zhǔn)塊的放置位置相同；

31、根據(jù)所述第一機器人變換點、所述第一工具變換點、所述第二機器人變換點、所述第二工具變換點、所述第三機器人變換點和所述第三工具變換點，計算總位置點距離；

32、根據(jù)所述第一工具變換點和所述第二工具變換點，計算第一工具位置點距離；

33、根據(jù)所述第二工具變換點和所述第三工具變換點，計算第二工具位置點距離；

34、根據(jù)所述第一工具變換點和所述第三工具變換點，計算第三工具位置點距離；

35、根據(jù)所述總位置點距離、所述第一工具位置點距離、所述第二工具位置點距離和所述第三工具位置點距離，構(gòu)建所述目標(biāo)函數(shù)。

36、在一些實施例中，所述根據(jù)所述機器人末端位姿、所述線激光坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣、所述掃描起點和所述掃描終點，計算掃描方向，包括：

37、根據(jù)所述機器人末端位姿、所述線激光坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣、所述掃描起點和所述掃描終點，通過掃描方向計算公式計算掃描方向，所述掃描方向計算公式為：

38、

39、式中，為所述掃描方向，為所述機器人末端位姿，tem為所述線激光坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣，為所述掃描終點，為所述掃描起點。

40、另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種機器人線激光標(biāo)定裝置，包括：

41、第一模塊，用于根據(jù)機器人工具末端，構(gòu)建工具末端坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣；

42、第二模塊，用于在測量標(biāo)準(zhǔn)塊放置到預(yù)設(shè)測量位置后，進行掃描處理，得到點云數(shù)據(jù)、機器人末端位姿、掃描起點和掃描終點，所述測量標(biāo)準(zhǔn)塊具有目標(biāo)特征點，所述目標(biāo)特征點包括凸起特征點或凹陷特征點；

43、第三模塊，用于從所述點云數(shù)據(jù)中提取特征測量位置點；

44、第四模塊，用于根據(jù)所述目標(biāo)特征點，進行工具位姿提取處理，得到工具末端位姿；

45、第五模塊，用于根據(jù)所述機器人末端位姿、所述特征測量位置點、所述掃描起點和所述掃描終點，計算機器人位置變換點；

46、第六模塊，用于根據(jù)初始工具末端轉(zhuǎn)換偏移值、所述工具末端坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣、所述機器人末端位姿和所述工具末端位姿，計算工具末端位置變換點；

47、第七模塊，用于根據(jù)所述機器人位置變換點和所述工具末端位置變換點，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，所述目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化目標(biāo)為目標(biāo)函數(shù)值最??；

48、第八模塊，用于利用預(yù)設(shè)非線性尋優(yōu)法對所述目標(biāo)函數(shù)進行尋優(yōu)處理，得到目標(biāo)標(biāo)定值，所述目標(biāo)標(biāo)定值用于作為線激光標(biāo)定結(jié)果，所述目標(biāo)標(biāo)定值包括目標(biāo)線激光轉(zhuǎn)換偏移值、目標(biāo)線激光歐拉旋轉(zhuǎn)角度值和目標(biāo)工具末端轉(zhuǎn)換偏移值。

49、另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種計算機裝置，包括：

50、至少一個處理器；

51、至少一個存儲器，用于存儲至少一個程序；

52、當(dāng)所述至少一個程序被所述至少一個處理器執(zhí)行，使得所述至少一個處理器實現(xiàn)所述的方法。

53、另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述的方法。

54、本發(fā)明所具有的有益效果如下：

55、本發(fā)明實施例首先根據(jù)機器人工具末端，構(gòu)建工具末端坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣，在測量標(biāo)準(zhǔn)塊放置到預(yù)設(shè)測量位置后，進行掃描處理，得到點云數(shù)據(jù)、機器人末端位姿、掃描起點和掃描終點，并從點云數(shù)據(jù)中提取特征測量位置點，然后根據(jù)目標(biāo)特征點，進行工具位姿提取處理，得到工具末端位姿，再計算機器人位置變換點和工具末端位置變換點，并構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，最后利用預(yù)設(shè)非線性尋優(yōu)法對目標(biāo)函數(shù)進行尋優(yōu)處理，得到目標(biāo)標(biāo)定值，從而實現(xiàn)了線激光標(biāo)定，提高了準(zhǔn)確度和效率。

56、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。