手眼标定原理ur5_基于Halcon的机器人手眼标定方法研究

第 17 卷 第 1 期 2019 年 3 月 南京工程学院学报( 自然科学版) Journal of Nanjing Institute of Technology( Natural Science Edition) Vol． 17，No． 1 Mar． ，2019 doi:10． 13960/j． issn． 1672 －2558． 2019． 01． 009 投稿网址: http: / /xb． njit． edu． cn 基于 Halcon 的机器人手眼标定方法研究 舒 奇，黄家才 ( 南京工程学院自动化学院，江苏 南京 211167) 摘 要: 手眼标定是机器人视觉系统建立过程中的重要环节，本文基于 Halcon 软件，结合特制的标定板并充分考量相机畸变的影响，提出一种快速、精确、高效的手眼标定方法，该方法在标定过程中建立相机图像坐标系与机器人坐标系转换关系的同时获得相机内外参数． 在 UＲ5 机器人平台上进行试验验证，试验结果表明该方法可提高标定效率与标定精度，且算法具有良好的跨平台移植性．关键词: 手眼标定; 机器人; UＲ5 中图分类号: TP242． 2 收稿日期: 2018 －06 －23; 修回日期: 2018 －11 －02 基金项目: 国家自然科学基金项目( 61104085) ; 江苏省自然科学基金项目( BK20151463) ; 江苏省高校自然科学重大项目( 14KJA460003) ; 江苏省产学研合作前瞻性项目( BY2016008 －07) ; 南京工程学院自然科学基金( CKJB201702，ZKJ201508) 作者简介: 舒奇，硕士研究生，研究方向为工业机器人． E-mail: zdhxhjc@ njit． edu． cn 引文格式: 舒奇，黄家才． 基于 Halcon 的机器人手眼标定方法研究［J］． 南京工程学院学报( 自然科学版) ，2019，17( 1) :45 －49． 随着工业自动化的大力发展，机器人视觉的应用越来越广，尤其在物流分拣、汽车制造装配与焊接、自动化生产检测等领域中． 机器人视觉系统按照相机与机械臂的相对位置可以分为 Eye-in-Hand 系统和 Eye-to-Hand 系统． Eye-in-Hand 系统中，相机安装在机械臂 TCP 末端处，随机械臂运动; Eye-to-Hand 系统中，将相机独立安装在机械臂本体外，其位置不受机械臂运动影响［1］． 目前，常用的手眼标定系统多为 Eye-in-Hand 系统，常用实心圆整列图案和国际象棋棋盘图案作为标定板，结合 Halcon 或者 Opencv 等软件进行标定． Halcon 中的算子库拥有与三维世界相关的坐标转换部分的算子，与工业机器人有良好的合作配合． 传统的标定方法，如张正友平面标定法，控制机械手进行位姿变换，进行标定; 文献［2］利用 Hlcon 结合机器人完成了纺织行业中织物的分拣任务; 文献［3］采用 Halcon 编程实现了金属零件矩形度检测; 文献［4］基于机器视觉的跟踪抓取，完成超市内分拣上料和装配工作． 但是这类传统方法操作繁琐，标定过程受外部影响 大． 为简化传统标定方法的操作、提高标定效率、保证标定精度，设计一种基于 Halcon 软件的机器人 Eye-in-Hand 标定方法，为动态识别定位抓取提供基础． 1 视觉系统标定 机器视觉本质是通过图像来获取三维世界的信息，然后基于该信息进行相应的图像处理，从中获取想要的信息． 标定的过程实际是建立图像世界与三维世界位姿的关系，只有准确地建立了该关系，才能