机器人激光扫描中的手眼标定技术 Calibration technology in the application of robot-laser scanning...

简介：
本文探讨了在机器人激光扫描应用中手眼标定技术的重要性及其最新进展，旨在提高系统精度和效率。 线激光传感器与机器人工具坐标系的标定技术是现代机器人激光扫描系统的关键组成部分。在将机器人技术和激光扫描系统结合的过程中，精确地确定线激光传感器与机器人本体之间的相对位置和姿态关系至关重要，这为实现准确测量和扫描奠定了基础。标定的目标在于明确这两者（即线激光传感器及机器人的工具坐标系）间的几何变换关系，这对于确保操作精度和质量具有重要意义。 文中提及的标定方法采用标准球作为参考物。由于其精确已知的中心位置，该方法可以提供一个固定且准确的空间点来确定两个系统之间的空间联系。标定过程分为两步：首先计算激光传感器与标准球心间的旋转矩阵；随后求解传感器相对于标准球的平移矩阵。通过这两步骤，能够分别得出传感器对机器人的旋转和平移关系。 这种技术的优势在于避免了传统优化方法中的不稳定因素，从而提升了整个标定流程的稳定性和准确性。实验表明，所提方案精度可达0.062毫米，这在后续自动化机器人扫描系统中可以获取更精确的物体表面三维信息。该技术已应用于重建如汽车门板等复杂物件的三维轮廓。 文中所述的应用场景使用了线激光传感器和具备六自由度的工业机器人构成的组合系统。此系统的优点在于能够迅速获得完整且准确的物体表面三维数据，尤其在面对传统接触式测量方法难以应对的复杂及不规则表面时更为突出。非接触式的快速、高效特性使其广泛应用于表面轮廓分析、逆向工程和工业视觉检测等领域。 标定技术的应用不仅解决了机器人激光扫描系统中的核心问题，并且证明了将精密测量技术和机器人系统的结合在复杂工业应用中能显著提高效率与质量。精确的标定确保了自动化生产线上的可靠性和精度，进而实现对复杂物体三维表面的准确重建。这为现代制造业带来了变革潜力，也为精密制造和质量控制开辟新路径。 线激光传感器在机器人末端工具中的使用配合上精确定位技术代表了现代机器人激光扫描系统的重要突破之一。此应用不仅提升了测量精确度，并且在自动化生产领域展现出广阔的应用前景。未来随着自动化的进一步发展，对线激光传感器的标定精度要求会更高，这将成为研究和发展的重点方向。