(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 202211081777.6 (22)申请日 2022.09.06 (71)申请人 群青华创 （北京） 智能科技有限公司 地址 100085 北京市海淀区上地信息路26 号1层0106-674室(集群注册,住所使 用期限到2023年7月4日) (72)发明人 刘佳君　马涛　吴哲明　邹怡蓉　 (74)专利代理 机构 北京荟英捷创知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11726 专利代理师 左文 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B25J 19/02(2006.01) (54)发明名称 机器人手眼标定方法、 装置及系统 (57)摘要 本发明涉及机器人技术领域， 具体而言， 涉 及一种机器人手眼标定方法、 装置及系统。 机器 人手眼标定方法包括： 通过视觉伺服方法控制机 器人运动， 使固接于机器人末端的激光测距仪发 出的激光光斑依次与多个特征点重合； 根据激光 测距仪在激光光斑与多个特征点重合时的读数， 计算得到多个特征点在机器人坐标系中的第一 坐标组； 获取多个特征点在 待标定相机坐标系中 的第二坐标组； 根据第一坐标组与第二坐标组， 计算得到待标定相机坐标系与机器人坐标系之 间的转换关系。 本发明提供的机器人手眼标定方 法、 装置及系统， 标定过程机器人末端与标定工 具无接触， 不会发生碰撞问题， 易于标定， 具有较 高的标定精度， 且效率较高。 权利要求书2页 说明书10页 附图7页 CN 115488883 A 2022.12.20 CN 115488883 A 1.一种机器人手眼标定方法， 其特 征在于， 包括： 通过视觉伺 服方法控制所述机器人运动， 使固接于所述机器人末端的激光测距仪发出 的激光光斑依次与多个特 征点重合； 根据所述激光测距仪在所述激光光斑与多个所述特征点重合 时的读数， 以及所述激光 测距仪坐标系与所述机器人坐标系之 间的转换关系， 计算得到多个所述特征点在所述机器 人坐标系中的第一 坐标组； 获取多个所述特 征点在待标定相机坐标系中的第二 坐标组； 根据所述第 一坐标组与所述第 二坐标组， 计算得到所述待标定相机坐标系与 所述机器 人坐标系之间的转换关系。 2.根据权利要求1所述的机器人手眼标定方法， 其特 征在于， 所述视 觉伺服方法包括： 依次将多个特 征点作为目标 特征点， 获取 所述目标 特征点的位置； 控制所述机器人末端沿第 一方向平移第 一距离， 并获取所述激光光斑当前所处 的第一 位置； 然后， 控制所述机器人末端沿第二方向平移第二距离， 并获取所述激光光斑 当前所处 的第二位置， 其中， 所述第二方向与所述第一方向相反， 所述第二距离与所述第一距离的差 值大于等于第一预设差值； 获取所述第一位置与所述第二位置的连线上与所述目标特征点距离最近的第一目标 位置， 控制所述机器人末端带动所述激光 光斑平移至所述第一目标位置 。 3.根据权利要求2所述的机器人手眼标定方法， 其特征在于， 所述视觉伺服方法还包 括： 控制所述机器人末端沿第 三方向平移第 三距离， 并获取所述激光光斑当前所处 的第三 位置； 然后， 控制所述机器人末端沿第四方向平移第四距离， 并获取所述激光光斑 当前所处 的第四位置， 其中， 所述第三方向与所述第一方向垂直， 所述第四方向与所述第三方向相 反， 所述第四距离与所述第三距离的差值大于等于第二预设差值； 获取所述第三位置与所述第四位置的连线上与所述目标特征点距离最近的第二目标 位置， 控制所述机器人末端带动所述激光 光斑平移至所述第二目标位置 。 4.根据权利要求3所述的机器人手眼标定方法， 其特征在于， 所述方法还包括： 控制所 述机器人末端依 次沿所述第一方向、 所述第二方向、 所述第三方向和所述第四方向循环移 动； 每控制所述机器人末端依次沿所述第 一方向和所述第 二方向平移一 次后， 均获取所述 第一目标位置与所述目标特征点之 间的第一间距 值； 每控制所述机器人末端依次沿所述第 三方向和所述第四方向平移 一次后， 均获取所述第二目标位置与所述目标特征点之 间的第 二间距值； 当所述第一间距值或所述第 二间距值满足重合条件时， 控制所述机器人末端停止循环 移动。 5.根据权利要求 4所述的机器人手眼标定方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 控制辅助相机采集所述目标特征点和所述激光光斑的图像， 并通过图像处理获取所述 目标特征点的位置、 所述激光光斑的位置、 所述第一 目标位置、 所述第二 目标位置、 所述第 一间距值以及所述第二间距值。 6.根据权利要求3 ‑5任一项所述的机器人手眼标定方法， 其特征在于， 所述第 一距离和权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115488883 A 2所述第三距离均大于等于所述目标特征点的外接圆半径， 所述第一预设差值和所述第二预 设差值大于等于所述目标 特征点的外 接圆半径。 7.根据权利要求3 ‑5任一项所述的机器人手眼标定方法， 其特征在于， 所述获取所述第 一位置与所述第二位置的连线 上与所述目标特征点距离最近的第一目标位置的步骤之后， 所述方法还包括： 获取所述第一目标位置在所述第一位置与所述第二位置的连线 上的第一 位置信息， 根据所述第一位置信息反馈第一移动距离和第一移动方向， 控制所述机器人末 端带动所述激光光斑沿所述第一移动方向移动所述第一移动距离， 使 所述激光光斑平移至 所述第一目标位置； 和/或， 所述获取所述第三位置与所述第 四位置的连线上与所述目标特征点距离最近 的第二目标位置的步骤之后， 所述方法还包括： 获取所述第二 目标位置在所述第三位置与 所述第四位置的连线 上的第二位置信息， 根据所述第二位置信息反馈第二移动距离和 第二 移动方向， 控制所述机器人末端 带动所述激光光斑沿所述第二移动方向移动所述第二移动 距离， 使所述激光 光斑平移至所述第二目标位置 。 8.根据权利要求1 ‑5任一项所述的机器人手眼标定方法， 其特征在于， 所述方法还包 括： 控制所述机器人末端探针随机移动至空间中某一位置， 并在该位置处设置固定点， 获 取所述固定点在所述机器人坐标系中的第三 坐标； 控制所述机器人运行， 使所述激光光斑与所述固定点重合， 以获取一组特征信 息， 所述 特征信息包括所述机器人末端中心在所述机器人坐标系中的第四坐标、 所述机器人末端轴 向在所述机器人末端坐标系中的向量以及所述激光测距仪的读数； 控制所述机器人变换位姿 若干次， 获得若干组所述特 征信息； 根据所述第 三坐标和多组所述特征信 息， 计算得到所述激光测距仪坐标系与 所述机器 人坐标系之间的转换关系。 9.一种机器人手眼标定装置， 其特 征在于， 包括： 第一控制模块， 用于通过视觉伺服方法控制所述机器人运动， 使固接于所述机器人末 端的激光测距仪发出的激光 光斑依次与多个特 征点重合； 第一计算模块， 用于根据所述激光测距仪在所述激光光斑与多个所述特征点重合 时的 读数， 以及所述激光测距仪坐标系与所述机器人坐标系之间的转换关系， 计算得到多个所 述特征点在所述机器人坐标系中的第一 坐标组； 获取模块， 用于获取多个所述特 征点在待标定相机坐标系中的第二 坐标组； 第二计算模块， 用于根据所述第一坐标组与所述第二坐标组， 计算得到所述待标定相 机坐标系与所述机器人坐标系之间的转换关系。 10.一种机器人手眼标定系统， 其特征在于， 包括机器人、 激光测距仪、 待标定相机、 标 定工具和控制器， 所述激光测距仪固接于所述机器人末端， 所述标定工具上设置有多个特 征点， 所述机器人和所述待标定相机均 与所述控制器电连接； 所述控制器用于执 行权利要求1 ‑8任一项所述的机器人手眼标定方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115488883 A 3