(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210787294.1 (22)申请日 2022.07.04 (71)申请人 深圳视觉龙智能传感器有限公司 地址 518000 广东省深圳市龙华区龙华 街 道民清路13号光辉科技园2号厂房2单 元6楼 (72)发明人 舒冬冬　丁少华　 (74)专利代理 机构 深圳市精英创新知识产权代 理有限公司 4 4740 专利代理师 林燕云 (51)Int.Cl. G06T 7/80(2017.01) G06T 7/66(2017.01) G06T 3/00(2006.01) B25J 9/04(2006.01)B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 SCARA机器人末端相机的标定方法及装置 (57)摘要 本发明提供了一种SCARA机器人末端相机的 标定方法及装置， 方法包括： 使用产品特征作为 Mark点， SCARA 机器人移动带动相机拍照， 分别记 录多点相机 图像坐标和SCARA机器人世界坐标， 相机图像坐标与 SCARA机器人世界坐标进行标定 运算， 得到相机标定坐标系， 然后进行旋转中心 标定； 再次在相机姿态不变下对Mark点拍照， 记 录第一点相机标定坐标和SCARA 机器人的世界坐 标， 旋转SCARA 机器人旋转轴， 此时相机姿态也跟 着一起旋转， 相机进行拍照， 记录第二点相机标 定坐标和SCARA机器人的世界坐标， 通过两点计 算， 得到SCARA机器人旋转中心在相机标定坐标 系位置， 以此来计算相机世界坐标系。 本发明的 有益效果在于： 不需要特定的标定工具， 标定精 度高。 权利要求书3页 说明书8页 附图4页 CN 115100295 A 2022.09.23 CN 115100295 A 1.一种SCARA机器人末端相机的标定方法， 其特 征在于： 包括 步骤， S10、 控制SCARA机器人移动相机对Mark点拍照， 分别记录多点相机的图像坐标和SCARA 机器人世界坐标系， 计算出仿射变换矩阵； S20、 相机姿态不变， 控制相机对Mark点拍 照， 记录Mark点相机的第一图像坐标， 利用仿 射变换矩阵对Mark 点相机的第一图像坐标进行仿射变换 得到Mark点相机的第一标定坐标； S30、 控制SCARA机器人带动相机旋转预设角度后， 控制相机对Mark点拍 照， 记录Mark点 相机的第二图像坐标， 利用仿射变换矩阵对Mark点相机的第二图像坐标进 行仿射变换得到 Mark点相机的第二标定坐标； S40、 根据SCARA机器人带动相机旋转预设角 度及第二标定坐标， 计算Mark点在相机标 定坐标系在旋转预设角度的坐标， 记为第三标定坐标； S50、 根据第一标定坐标、 第三标定坐标， 计算出旋转后的相机标定坐标系的原点在原 相机标定坐标系上的原点 坐标； S60、 根据旋转预设角度、 相机标定坐标系的原点坐标及旋转后的相机标定坐标系的原 点坐标， 算出旋转中心的坐标以计算相机世界坐标系。 2.如权利要求1所述的SCARA机器人末端相机的标定方法， 其特征在于： 步骤S10中， 计 算的仿射变换矩阵为， W＝P*Tw； 其中， W 为SCARA机器人坐标， P为相机图像坐标系， Tw 为仿射变换矩阵； 其中， Sx为X方向比例， Sy为Y方向比例， phi为旋转角度， Theta为倾斜角， Tx为X方向偏 移， Ty为Y方向偏移； 其中， x为相机标定坐标X， y为相机标定坐标Y,x ’为相机图像坐标X， y ’为相机图像坐标 Y。 3.如权利要求2所述的SCARA机器人末端相机的标定方法， 其特征在于： 步骤S40中， 第 三标定坐标的计算公式为， Xc3＝(Xc2‑Yc2*tan(R) )*cos(R)＝Xc2* cos(R)‑Yc2*sin(R)； Yc3＝(Yc2+Xc2*tan(R) )*cos(R)＝Y c2*cos(R)+Xc2*si n(R)； 其中， (Xc 3， Yc3)表示第三标定坐标， (Xc2， Y c2)表示第二标定坐标、 R表示旋转角度。 4.如权利要求3所述的SCARA机器人末端相机的标定方法， 其特征在于： 步骤S50中， 计 算出旋转后的相机标定坐标系的原点在原相机标定坐标系上的原点 坐标， 计算公式为， Xo2＝Xc3‑Xc1； Yo2＝Yc3‑Yc1； 其中， (Xc1,Y c1)表示第一标定坐标， (Xc 3,Yc3)表示第三标定坐标。 5.如权利要求4所述的SCARA机器人末端相机的标定方法， 其特征在于： 步骤S60中， 旋权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115100295 A 2转中心的坐标计算公式为， Xo2‑X旋＝(0‑X旋)*cos(R)‑(0‑Y旋)*sin(R) Yo2‑Y旋＝(0‑X旋)*sin(R)+(0‑Y旋)*cos(R) 其中， (X旋， Y旋)表示旋转中心的坐标， O1(0,0)表示相机标定坐标系的原点坐标， O2 (Xo2， Yo2)表示旋转后的相机标定坐标系的原点 坐标， R为旋转角度。 6.一种SCARA机器人末端相机的标定装置， 其特 征在于： 包括， 仿射变换矩阵计算模块， 用于控制SCA RA机器人移动相机对Mark点拍照， 分别记录多点 相机的图像坐标和SCARA机器人世界坐标系， 计算出仿射变换矩阵； 第一标定坐标计算模块， 用于相机姿态不变， 控制相机对Mark点拍照， 记录Mark点相机 的第一图像坐标， 利用仿射变换矩阵对Mar k点相机的第一图像坐标进行仿射变换得到Mar k 点相机的第一标定坐标； 第二标定坐标计算模块， 用于控制SCARA机器人带动相机旋转预设角度后， 控制相机对 Mark点拍照， 记录Mark点相机的第二图像坐标， 利用仿射变换矩阵对Mark点相机的第二图 像坐标进行仿射变换 得到Mark点相机的第二标定坐标； 第三标定坐标计算模块， 用于根据SCARA机器人带动相机旋转预设角度及第二标定坐 标， 计算Mark 点在相机标定坐标系在旋转预设角度的坐标， 记为第三标定坐标； 旋转原点坐标计算模块， 用于根据第 一标定坐标、 第 三标定坐标， 计算出旋转后的相机 标定坐标系的原点在原相机标定坐标系上的原点 坐标； 旋转中心计算模块， 用于根据旋转预设角度、 相机标定坐标系的原点坐标及旋转后的 相机标定坐标系的原点 坐标， 算出旋转中心的坐标以计算相机世界坐标系。 7.如权利要求6所述的SCARA机器人末端相机的标定装置， 其特征在于： 所述仿射变换 矩阵计算模块中， 计算的仿射变换矩阵为， W＝P*Tw； 其中， W 为SCARA机器人坐标， P为相机图像坐标系， Tw 为仿射变换矩阵； 其中， Sx为X方向比例， Sy为Y方向比例， phi为旋转角度， Theta为倾斜角， Tx为X方向偏 移， Ty为Y方向偏移； 其中， x为相机标定坐标X， y为相机标定坐标Y,x ’为相机图像坐标X， y ’为相机图像坐标 Y。 8.如权利要求7所述的SCARA机器人末端相机的标定装置， 其特征在于： 所述第三标定 坐标计算模块中， 第三标定坐标的计算公式为， Xc3＝(Xc2‑Yc2*tan(R) )*cos(R)＝Xc2* cos(R)‑Yc2*sin(R)； Yc3＝(Yc2+Xc2*tan(R) )*cos(R)＝Y c2*cos(R)+Xc2*si n(R)； 其中， (Xc 3， Yc3)表示第三标定坐标， (Xc2， Y c2)表示第二标定坐标、 R表示旋转角度。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115100295 A 3