华中科技大学无锡研究院;无锡黎曼机器人科技有限公司郝大贤获国家专利权
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龙图腾网获悉华中科技大学无锡研究院;无锡黎曼机器人科技有限公司申请的专利一种机器人系统高精度手眼标定方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119328768B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411844755.X,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权一种机器人系统高精度手眼标定方法是由郝大贤;邵珠华;杨龙;贺元敏;张刚设计研发完成,并于2024-12-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种机器人系统高精度手眼标定方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种机器人系统高精度手眼标定方法。本发明包括通过规划多个随机机器人位姿;在运行机器人位姿的过程中,通过激光跟踪仪测量靶球点的坐标值,构建末端执行器工装坐标系,并转换至机器人基坐标系下,计算得到实测旋转矩阵和位移向量。结合理论旋转矩阵和位移向量,通过微量调整的旋转算子和平移算子实现位姿补偿,调整机器人目标姿态与位移;补偿后,重复测量实测位姿,计算残余误差,并以此作为下一次迭代的补偿值,直至残余误差满足预设精度阈值或达到最大迭代次数。最终将标定板在3D相机坐标系下的位姿与机器人理论位姿对应关系记录,用于完成机器人手眼标定过程。该方法提高了标定精度,满足高精度加工和装配需求。
本发明授权一种机器人系统高精度手眼标定方法在权利要求书中公布了:1.一种机器人系统高精度手眼标定方法,其特征在于,在机器人手腕末端安装有3D相机,在相机3D相机的一侧配置有标定板,在机器人末端执行器上设置的多个靶球点,所述手眼标定方法包括: 规划多个随机的机器人位姿; 利用激光跟踪仪进行手眼标定,获取激光跟踪仪测量坐标系与机器人基坐标系下的变换矩阵以及机器人法兰盘原点坐标系与末端执行器工装坐标系的转换关系; 运行当前机器人位姿,进行实测位姿获取步骤,该步骤包括: 获取当前控制器理论旋转矩阵和获取当前控制器理论位移向量,得到当前机器人控制器理论位姿; 利用激光跟踪仪获取多个所述靶球点的坐标值,根据多个所述靶球点的坐标值建立末端执行器工装坐标系,基于所述末端执行器工装坐标系,得到末端执行器工装坐标系在激光跟踪仪测量坐标系下的坐标参数,基于所述变换矩阵,将所述坐标参数转换至机器人基坐标系下,得到末端执行器工装坐标系在机器人基坐标系下的坐标参数; 根据所述转换关系和所述坐标参数,得到实测旋转矩阵和实测位移向量; 进行位姿补偿步骤,该步骤包括:根据所述理论旋转矩阵和所述实测旋转矩阵,得到微量调整的旋转算子ΔR,根据所述理论位移向量和所述实测位移向量,得到微量调整的平移算子ΔP; 根据所述微量调整的旋转算子ΔR和所述当前控制器理论旋转矩阵,得到调整后的目标姿态;根据所述微量调整的平移算子ΔP和所述当前控制器理论位移向量,得到调整后的位移向量; 根据所述调整后的目标姿态和所述调整后的位移向量,调整当前机器人位姿,再次进行实测位姿获取步骤,得到调整后的实测位姿; 进行迭代校正步骤,包括根据所述当前机器人控制器理论位姿和所述调整后的实测位姿,得到残余误差,判断残余误差是否满足预设的精度阈值,若不满足,则将当前的残余误差作为下一次迭代的补偿值,再次进行位姿补偿步骤,直至达到精度阈值或最大迭代次数时,将此时的实测位姿作为机器人理论位姿,并获取此时标定板在3D相机坐标系下的位姿; 运行至其余的所述机器人位姿,重复进行实测位姿获取步骤、位姿补偿步骤和位姿补偿步骤,得到各所述机器人位姿下的对应的标定板在3D相机坐标系下的位姿和机器人理论位姿后,进行机器人手眼标定过程; 根据所述转换关系和所述坐标参数,得到实测旋转矩阵和实测位移向量,包括: 计算机器人法兰盘原点在机器人基坐标系下的参数: ; 其中,为4×4的矩阵,表示为,实测旋转矩阵是一个3×3的矩阵,实测位移向量是一个3×1矩阵。
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