一种用于标定机器手坐标系的标定装置及标定方法

1.一种用于标定机器手坐标系的标定装置，其特征在于，包括机器手，设置在所述机器手上用于捕捉和处理图像的视觉系统，设置在机器手上用于控制所述机器手运动和所述视觉系统工作的控制器，和所述视觉系统相连用于显示图像的显示器，位于视觉系统下方的平台，放置在所述平台上并具有均匀网格用于标定所述机器手位置的标定板，所述机器手包括基座、一端和所述基座相连接的短臂以及和所述短臂的另一端相连接的长臂，所述视觉系统设置在所述长臂上，所述视觉系统包括调整图像清晰度的光学镜头，捕捉图像并能够将光学图像转换为数字图像信号的摄像机，和为图像的捕捉提供照明的光源，在捕捉过程中通过视觉系统中的光源对标定板提供照明，该照明可以避免使用其他光源，避免其他光源对图像的影响，控制机器手运动，使标定板在显示器上有一个正像，通过观察或测量得到标定板图像的像素单元和标定板的长度单位的转换关系，视觉系统坐标系中的坐标为像素坐标，将像素坐标用直角坐标表达，标定板图像为bmp格式图像，其中像素坐标的原点为标定板图像的左上角点，通过标定板中的网格的规格计算标定板图像中网格的规格，所述标定板为菲林胶板，标定板的规格为300*300mm，所述标定板上的网格规格为10*10mm，采用标定板来获取视觉系统的标定点，并用该标定点来获取机器手视觉系统坐标系与执行系统坐标系之间转换关系的参数值，操作方便，精度高。
2.一种基于权利要求1所述的标定装置的标定方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、将标定板放置在平台上；
B、通过控制器控制视觉系统捕捉和处理标定板图像并将图像显示在显示器上；
C、根据标定板图像标定视觉系统坐标系；
D、捕捉视觉系统坐标系的标定点；
E、根据视觉系统坐标系的标定点计算得出机器手视觉系统坐标系与执行系统坐标系之间转换关系的参数值；
所述步骤B还包括：调整视觉系统中光学镜头使标定板在显示器上有一个清晰的图像；
所述步骤B中的视觉系统通过摄像头捕捉标定板的图像，在捕捉过程中通过视觉系统中的光源对标定板提供照明；所述步骤C具体包括：控制机器手运动，使标定板在显示器上有一个正像，通过观察或测量得到标定板图像的像素单元和标定板的长度单位的转换关系，视觉系统坐标系中的坐标为像素坐标，将像素坐标用直角坐标表达，标定板图像为bmp格式图像，其中像素坐标的原点为标定板图像的左上角点，通过标定板中的网格的规格计算标定板图像中网格的规格，在捕捉过程中通过视觉系统中的光源对标定板提供照明，该照明可以避免使用其他光源，避免其他光源对图像的影响，所述步骤D具体包括：
D1、使标定板图像的某一网格点显示在显示器的中心处，记录该网格点的行列号作为第一标定点；
D2、使标定板图像的另一网格点显示在显示器的中心处，记录该网格点的行列号作为第二标定点，所述步骤D还包括：根据第一标定点、第二标定点和常数量计算得出机器手视觉系统坐标系与执行系统坐标系之间转换关系的参数值，所述常数量包括短臂的长度、长臂的长度、标定板图像的像素单元和标定板的长度单位的转换关系、摄像机像素宽度值、摄像机像素高度值和机器手的状态值，采用标定板来获取视觉系统的标定点，并用该标定点来获取机器手视觉系统坐标系与执行系统坐标系之间转换关系的参数值，操作方便，精度高。

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