(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 202210483665.7 (22)申请日 2022.05.05 (71)申请人 深圳市如本科技有限公司 地址 518055 广东省深圳市南 山区南头街 道安乐社区关口二路15号智 恒产业园 27栋1层 (72)发明人 孙斌　邱强　李辉　 (74)专利代理 机构 深圳市威世博知识产权代理 事务所(普通 合伙) 44280 专利代理师 李莉 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 手眼标定方法、 手眼标定系统、 计算机设备 及存储装置 (57)摘要 本申请公开了一种手眼标定方法、 手眼标定 系统、 计算机设备及存储装置。 该方法包括： 对机 器人设置标志物， 获取第一采样数据， 利用第一 采样数据获取机器人的相机坐标系相对于标定 坐标系的旋转关系矩阵， 其中， 相机坐标系对应 相机设备， 标定坐标系对应机器人的标定部位， 标定部位为基座部位或末端部位； 利用旋转关系 矩阵， 控制机器人的末端部位绕相机坐标系的坐 标轴运动， 获取第二采样数据； 利用旋转关系矩 阵和第二采样数据， 获取相机坐标系与机器人的 标定坐标系之间的平移关系， 其中， 旋转关系矩 阵、 平移关系用于对相机坐标系与标定坐标系进 行手眼标定。 上述方案， 能够提高手眼标定的适 用性。 权利要求书3页 说明书15页 附图7页 CN 115026808 A 2022.09.09 CN 115026808 A 1.一种手眼标定方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 对机器人设置标志物， 获取第一采样数据， 利用所述第一采样数据获取所述机器人的 相机坐标系相对于标定坐标系的旋转关系矩阵， 其中， 所述相机坐标系对应相机 设备， 所述 标定坐标系对应所述机器人的标定 部位， 所述标定 部位为基座部位或末端部位； 利用所述旋转关系矩阵， 控制所述机器人的末端部位绕所述相机坐标系的坐标轴运 动， 获取第二采样数据； 利用所述旋转关系矩阵和所述第 二采样数据， 获取所述相机坐标系与 所述机器人的标 定坐标系之间的平移关系， 其中， 所述旋转关系矩阵、 所述平移关系用于对所述相机坐标系 与所述标定坐标系进行手眼标定 。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述获取第一采样数据， 利用所述第一采 样数据获取 所述机器人的相机坐标系相对于标定坐标系的旋转关系矩阵， 包括： 获取所述机器人的末端部位的初始姿态， 以及获取所述标志物在初始点在所述相机坐 标系下的初始采样数据； 控制所述机器人末端部位在所述标定坐标系下， 沿至少一个坐标轴移动预设距离， 得 到所述标志 物在至少一个第一采样点在所述相机坐标系下对应的第一采样数据； 基于所述标志物的初始采样数据和所述至少一个第 一采样数据， 得到所述标志物在所 述相机坐标系下对应所述第一采样点的位移向量； 利用至少一个所述位移向量， 获取所述机器人的相机坐标系相对于标定坐标系的旋转 关系矩阵。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述利用所述旋转关系矩阵， 控制所述机 器人的末端部位绕所述相机坐标系的坐标轴运动， 获取第二采样数据， 包括： 获取所述末端部位在第一移动点在基座坐标系下的第一姿态数据； 其中， 所述第一移 动点包括初始点； 基于所述旋转关系矩阵构建第 一旋转坐标系， 控制所述机器人的末端部位绕所述第 一 旋转坐标系的任一坐标轴旋转第一预设角度， 获取在第二移动点所述末端部位在所述基座 坐标系下的第二姿态数据和第二 位置数据； 利用所述旋转关系矩阵， 控制所述末端部位移动到所述第一移动点， 获取所述末端部 位在所述基座 坐标系下的第一 位置数据； 重复上述步骤至少三 次， 得到至少三组所述第 二采样数据， 其中， 一组所述第 二采样数 据包括姿态数据和位置数据， 所述姿态数据包括所述第一姿态数据和所述第二姿态数据， 所述位置数据包括所述第一 位置数据和所述第二 位置数据。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述利用所述旋转关系矩阵和所述第 二采 样数据， 获取 所述相机坐标系与所述机器人的标定坐标系之间的平 移关系， 包括： 基于所述第 二采样数据， 获取所述标志物在所述机器人的末端部位对应的末端坐标系 下的标定末端位置； 利用所述标定末端位置和所述末端部位在所述基座坐标系下的位姿， 得到所述标志物 在所述基座 坐标系下的标定基座 位置； 利用所述旋转关系矩阵、 所述标定基座位置、 标定相机位置， 得到所述相机坐标系与所 述标定坐标系之间的平移关系； 其中， 所述标定相 机位置表示所述标志物在所述相 机坐标权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115026808 A 2系下的位置 。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述第二采样数据， 获取所述标 志物在所述机器人的末端部位对应的末端坐标系下的标定末端位置， 包括： 利用至少三组第 二采用数据中， 至少三组所述姿态数据之间的姿态差和所述位置数据 之间的位置 差， 得到所述标定末端位置 。 6.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述利用所述旋转关系矩阵、 所述标定基 座位置、 标定相机位置， 得到所述相机坐标系与所述标定坐标系之间的平 移关系， 包括： 当所述相机设备位于所述机器人的末端部位之外时， 利用所述标定相机位置与所述旋 转关系矩阵和所述标定基座位置的乘积做差， 得到所述相机坐标系与所述机器人的标定坐 标系之间的平 移关系； 当所述相机设备位于所述机器人的末端部位上时， 利用所述标定相机位置、 所述旋转 关系矩阵、 所述标定基座位置、 所述末端部位相对于所述基座坐标系 下的之间相互的姿态 转换矩阵、 所述末端部位在所述基座坐标系 下的姿态， 得到所述相 机坐标系与所述机器人 的标定坐标系之间的平 移关系。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述利用所述旋转关系矩阵和所述第 二采 样数据， 获取 所述相机坐标系与所述标定坐标系之间的平 移关系之后， 所述方法还 包括： 基于所述平 移关系， 确定第三采样点的目标采样位姿； 利用所述第 三采样点的目标采样位姿获取第 三采样数据， 并利用所述第 三采样数据获 取所述相机坐标系与所述标定坐标系之间的手眼标定关系。 8.根据权利要求7所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述平移关系， 确定第三采样点 的目标采样位姿， 包括： 利用所述相机坐标系与所述标定坐标系之间的平移关系及所述相机设备的配置参数， 将像素平面上的预设采样点从所述相机坐标系转化为所述标定坐标系下， 得到所述第三采 样点的目标采样位置； 将所述相机设备在所述标定坐标系下的姿态设置为所述标志物在所述标定坐标系下 的姿态， 得到所述第三采样点的目标采样姿态。 9.根据权利要求7所述的方法， 其特征在于， 所述利用所述第 三采样点的目标采样位姿 获取第三采样数据， 并利用所述第三采样数据获取所述相机坐标系相对于所述标定坐标系 的手眼标定关系， 包括： 分别将所述机器人的末端部位的位姿调 整为多个第 三采样点的目标采样位姿， 并利用 所述相机设备对所述标志物进 行拍照得到图像采样数据， 获取多个所述第三采样点的第三 采样数据对， 所述第三采样点的第三采样数据对包括所述第三采样点的位姿以及根据对应 的所述图像采样数据得到的所述标志 物在所述相机坐标系下的相机采样位置； 将所述多个第三采样数据对分别代入预设优化 等式； 对所述预设优化等式进行优化求解， 得到优化后的所述相机坐标系与 所述机器人的标 定坐标系之 间的最终平移关系和所述标志物的最 终标定参考位置， 并将所述最终平移关系 作为所述相机坐标系与所述标定坐标系之间的手眼标定关系； 其中， 在所述预设优化等式中， 包括平移关系和标定参考位置； 所述平移关系的初始值 为所述相 机坐标系与所述标定坐标系之间的平移关系； 当所述标定部位为基座部位时， 所权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115026808 A 3