(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 202211129307.2 (22)申请日 2022.09.16 (71)申请人 唐山松下产业机 器有限公司 地址 063020 河北省唐山市高新 技术开发 区庆南道 9号 (72)发明人 柴宗兴　 (74)专利代理 机构 北京桓润律师事务所 16 036 专利代理师 王松怀 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B25J 19/02(2006.01) (54)发明名称 机器人与激光传感器 手眼标定方法及装置 (57)摘要 本发明提供了一种机器人与激光传感器手 眼标定方法及装置， 该方法包括： 基于标定板， 建 立机器人的用户坐标系； 按照用户坐标系移动机 器人， 获取传感器的激光近视野处与标定板特定 的边重合时机器人工具末端的第一点位； 获取传 感器的激光远视野处与标定板特定的边重合时 机器人工具末端的第二点位； 保持姿势不变， 移 动机器人位置， 获取机器人TCP对准空间识别点 时机器人工具末端的第三点位； 构建机器人和激 光传感器的手眼标定数学模型； 基于第一点位、 第二点位、 第三点位和数学模型， 确定机器人和 激光传感器 之间的标定矩阵。 只需要确定三个点 位并构建手眼标定数学模型， 即可标定， 避免了 多次手动示教带来的误差， 简化了标定方式， 提 高了标定的精度。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 115319754 A 2022.11.11 CN 115319754 A 1.一种机器人与激光传感器手眼标定方法， 其特征在于， 所述激光传感器安装在所述 机器人上， 所述机器人与激光传感器 手眼标定方法， 包括： 基于标定板， 利用三点法建立所述机器人的用户坐标系； 所述标定板安放在所述机器 人可达范围内； 按照所述用户坐标系移动机器人， 获取激光传感器的激光近视野处与标定板特定的边 重合时机器人工具末端的第一 点位； 按照所述用户坐标系移动机器人， 获取激光传感器的激光远视野处与标定板特定的边 重合时机器人工具末端的第二 点位； 保持所述机器人的姿势不变， 移动所述机器人的位置， 获取机器人工具中心点TCP对准 所述标定 板上的空间识别点时机器人工具末端的第三 点位； 构建机器人和激光传感器的手眼标定数 学模型； 基于所述第 一点位、 第二点位、 第 三点位和所述手眼标定数学模型， 确定机器人和激光 传感器之间的标定矩阵。 2.根据权利要求1所述的机器人与激光传感器手眼标定方法， 其特征在于， 所述激光传 感器为一字线激光传感器。 3.根据权利要求1所述的机器人与激光传感器 手眼标定方法， 其特 征在于， 还 包括： 进行所述机器人的TCP标定 。 4.根据权利要求1所述的机器人与激光传感器手眼标定方法， 其特征在于， 基于标定 板， 利用三 点法建立所述机器人的用户坐标系， 包括： 调节所述机器人的焊枪枪姿， 使得所述激光传感器的激光线束与所述标定板平面之间 的夹角处于预设范围内， 所述激光传感器的激光线 束与所述标定 板特定的边重合或平行。 5.根据权利要求4所述的机器人与激光传感器手眼标定方法， 其特征在于， 按照所述用 户坐标系移动机器人， 获取激光传感器的激光近视野处与标定板特定的边重合时机器人工 具末端的第一 点位， 包括： 保持所述焊枪枪姿不变， 按照所述用户坐标系移动机器人， 使得激光传感器的激光近 视野的中心能识别出 所述标定 板的识别点； 移动所述用户坐标系的Xs方向， 使得所述激光传感器的激光线束与所述标定板特定的 边重合， 记录此时的机器人工具末端的位置为所述第一 点位。 6.根据权利要求4所述的机器人与激光传感器手眼标定方法， 其特征在于， 按照所述用 户坐标系移动机器人， 获取激光传感器的激光远视野处与标定板特定的边重合时机器人工 具末端的第二 点位， 包括： 保持所述焊枪枪姿不变， 按照所述用户坐标系移动机器人， 使得激光传感器的激光远 视野的中心能识别出 所述标定 板的识别点； 移动所述用户坐标系的Xs方向， 使得所述激光传感器的激光线束与所述标定板特定的 边重合， 记录此时的机器人工具末端的位置为所述第二 点位。 7.根据权利要求4所述的机器人与激光传感器手眼标定方法， 其特征在于， 保持所述机 器人的姿势 不变， 移动所述机器人的位置， 获取机器人工具中心 点TCP对准所述标定板上的 空间识别点时机器人工具末端的第三 点位， 包括： 保持所述焊枪枪姿不变， 移动所述机器人的位置， 使得所述机器人TCP对准到所述标定权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115319754 A 2板上的空间识别点， 记录此时的机器人工具末端的位置为所述第三 点位。 8.根据权利要求1所述的机器人与激光传感器手眼标定方法， 其特征在于， 构建机器人 和激光传感器的手眼标定数 学模型为： 其中， P代表空间识别点在机器人基坐标下的位置； Pi代表激光传感器照到空间识别点 时在机器人基坐标系下的坐标； 代表机器人工具坐标系到基坐标系的旋转矩阵； PLaser 代表空间识别点在激光传感器坐标系下的位置； 代表激光传感器坐标系到工具坐标系 的变换矩阵关系； MTL代表平移分量。 9.根据权利要求1所述的机器人与激光传感器手眼标定方法， 其特征在于， 基于所述第 一点位、 第二点位、 第三点位和所述手眼标定数学模型， 确定机器人和激光传感器之 间的标 定矩阵， 包括： 设置偏移 距离参数； 将所述第 一点位和第二点位、 按照所述偏移距离参数进行变换， 得到四个识别点位， 将 所述四个识别点位和所述第三点位输入所述手眼标定数学模型， 计算得到机器人和激光传 感器之间的标定矩阵。 10.一种机器人与激光传感器 手眼标定装置， 其特 征在于， 包括： 用户坐标系建立模块， 用于基于标定板， 利用三点法建立所述机器人的用户坐标系； 所 述标定板安放在所述机器人 可达范围内； 第一点位获取模块， 用于按照所述用户坐标系移动机器人， 获取激光传感器的激光近 视野处与标定 板特定的边重合时机器人工具末端的第一 点位； 第二点位获取模块， 用于按照所述用户坐标系移动机器人， 获取激光传感器的激光远 视野处与标定 板特定的边重合时机器人工具末端的第二 点位； 第三点位获取模块， 用于保持所述机器人的姿势不变， 移动所述机器人的位置， 获取机 器人工具中心点TCP对准所述标定 板上的空间识别点时机器人工具末端的第三 点位； 数学模型构建模块， 用于构建机器人和激光传感器的手眼标定数 学模型； 标定矩阵确定模块， 用于基于所述第 一点位、 第 二点位、 第 三点位和所述手眼标定数学 模型， 确定 机器人和激光传感器之间的标定矩阵； 其中， 所述激光传感器安装在所述机器人 上。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115319754 A 3