[0001] 本实用新型涉及计算机视觉技术领域，具体地，涉及一种机器人标定装置。

[0002] 机器人通常装配有深度相机。深度相机在出厂前会进行标定与校准，以使得其在使用之前具有准确获得数据的能力。而对于带有深度相机的机器人而言，在使用前往往会由于装配等因素会导致深度相机与机器人的配合不理想，需要对深度相机与机器人的配合进行进一步标定。而在部分特殊应用场景中，也需要根据场景特点进行重新标定。而这些标定工作往往需要使用者联系厂家进行指导或派人现场调试，这无疑造成了使用不便，并增加了维护成本。

[0003] 这是由于现有技术中采用的标定技术往往存在操作复杂、难度高的问题，无法在应用场景中快速便捷进行标定。

[0004] 某发明公开了机器人零点位置标定装置及标定方法，所述标定装置包括标定机器人各轴初始零点位置的第一零标块及第二零标块，包括固定于第一零标块上的主零标片和固定在第二零标块上的副零标片；所述主零标片上设有定位槽口，所述副零标片上设有和所述主零标片上定位槽口相对齐的标定槽口，还包括能够同时塞入定位槽口及标定槽口内的塞片。

[0005] 某申请涉及机器人技术领域，提供了一种机器人的标定工件，包括标定板和检测部件，标定板安装在机器人的底座上；检测部件包括固定在所述机器人末端的传感器夹具、安装在所述传感器夹具上的多个距离传感器；通过所述距离传感器检测所述检测部件与所述标定板之间的距离，以实现对所述机器人的零位标定。本发明提供的标定工件减少了标定所需的工件数量，减少了对机器人本体的改动，降低了标定成本，提高了标定效率。

[0006] 某发明设计了一种基于3D标定块的机器人与3D相机的手眼标定方法.通过相机获得标定块的灰度信息,利用模板匹配算法分割标定块的各个平面,计算出平面中多个点在像素坐标系下的位置,同时获取该像素坐标的深度信息,拟合出标定块多个平面的法向量信息,通过多个平面相交求解出特征点位置.利用随机抽样一致性算法剔除错误特征点后,根据正确的特征点求解出机器人在不同姿态下获取标定块点云数据之间的转换关系,结合机器人当前坐标求解出手眼标定结果,并建立误差评价模型对结果进行误差分析.最后通过DENSON六自由度机械臂与康耐视EA‑5000相机对此方法与利用标定板进行手眼标定的方法进行比较验证,结果显示此方法可以更快速,准确地完成标定。

[0007] 某发明提供一种机器人标定方法，其特征在于，所述方法利用标定块进行标定，其中，所述标定块包括：底座，具有一表面；至少一凸块，凸出于所述表面，所述凸块具有倾斜于所述表面且相邻的至少两个斜面，所述至少两个斜面均朝向所述凸块的底面中心倾斜；所述至少两个斜面、所述表面具有若干三面交点，所述若干三面交点中的至少部分与所述表面距离不同，构成所述标定块的标定点；所述表面定义为第一平面，所述凸块具有平行于所述第一平面的顶面，所述顶面定义为第二平面，所述方法包括：获取标定块的深度图像；
其中，所述深度图像由一个深度相机采集得到；从所述深度图像中，提取所述凸块的底面所在的第一平面，以及对所述深度图像进行深度截取，得到在所述底面和所述顶面之间的两个中间平面；对所述两个中间平面中的任意一个进行限缩，确定所述顶面所在的第二平面，以及根据所述两个中间平面的轮廓，得到连接所述两个中间平面的至少两个斜面；基于至少两个斜面、所述第一平面和所述第二平面形成的若干三面交点，确定标定点；根据所述标定点的相机坐标、和机器人末端在同一所述标定点的机器人坐标，确定坐标转换关系，以对所述深度相机和所述机器人进行标定。

[0008] 现有技术中往往采用复杂或者精度较高的装置、设备对机器人进行标定，并且需要专业的操作技巧，从而导致机器人在交付后，一旦出现异常，由于标定的难度较大，往往需要厂家专业技术人员的支持。

[0009] 以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。实用新型内容

[0010] 为此，本实用新型通过在表面提供至少三级尺寸信息，不需要专业人员操作，就可以实现对机器人的自标定，大大降低标定的难度，使得机器人在应用过程中也可以方便地进行标定，提升机器人维护的便捷性，降低维护成本。

[0011] 本实用新型提供一种机器人标定装置，其特征在于，具有多个表面，并且至少三个所述表面上具有尺寸标识；其中，所述尺寸标识提供至少三级尺寸信息。

[0012] 可选地，所述的一种机器人标定装置，其特征在于，所述尺寸标识包括：

[0013] 第一尺寸单元，用于提供第一尺寸；

[0014] 第二尺寸单元，用于提供第二尺寸，并且位于所述第一尺寸单元内；

[0015] 第三尺寸单元，用于提供第三尺寸，并且位于所述第二尺寸单元内。

[0016] 可选地，所述的一种机器人标定装置，其特征在于，所述多个第二尺寸单元组成二维码，可以供机器人读取并获得信息。

[0017] 可选地，所述的一种机器人标定装置，其特征在于，所述多个第三尺寸单元组成二维码，可以供机器人读取并获得信息。

[0018] 可选地，所述的一种机器人标定装置，其特征在于，所述机器人标定装置为长方体。

[0019] 可选地，所述的一种机器人标定装置，其特征在于，所述机器人标定装置为中空。

[0020] 可选地，所述的一种机器人标定装置，其特征在于，所述机器人标定装置可沿所述第一尺寸单元边缘折叠。

[0021] 可选地，所述的一种机器人标定装置，其特征在于，设置有旋转装置，以使所述机器人标定装置进行旋转。

[0022] 可选地，所述的一种机器人标定装置，其特征在于，所述表面为刚性表面。

[0023] 可选地，所述的一种机器人标定装置，其特征在于，所述第一尺寸单元、所述第二尺寸单元和所述第三尺寸单元的边缘均具有凹槽，以方便深度相机获得所述边缘信息。

[0024] 与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

[0025] 本实用新型通过在表面设置尺寸标识，使得标定装置的生产制造都非常容易，同时对于标定装置无需专业操作，使得标定过程中的操作大大减少，大大减少了对操作者的要求。

[0026] 本实用新型通过提供三级尺寸信息，可以对不同距离、不同FOV的机器人实现自适应标定，可以实现不同距离下的信息获取，使得同一机器人可以获得不同深度下的尺寸数据，提升标定的精度。

[0027] 本实用新型提供至少三个具有尺寸信息的表面，可以同时对多个机器人进行标定，提升标定效率。

[0036] 下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

[0037] 本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

[0038] 本实用新型实施例提供的一种机器人标定装置，旨在解决现有技术中存在的问题。

[0039] 下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本实用新型的实施例进行描述。

[0040] 本实用新型实施例提供的机器人标定装置，通过设置多个表面，并在表面上设置不同大小、不同层次的尺寸信息，使得不同距离、不同视野的机器人均可以获得清晰的尺寸信息，从而实现利用一个标定装置对多种深度的标定，无需操作人员的介入，就可以实现机器人的自我标定，大大减少了机器人有应用中的标定难度，增加了机器人的易用性。

[0041] 图1为本实用新型实施例中一种机器人标定装置的结构示意图。如图1所示，本实用新型实施例中一种机器人标定装置具有多个表面，并且至少三个所述表面上具有尺寸标识。

[0042] 具体地说，图1中示出的机器人标定装置为长方体，拥有六个面，并且在四周的每个面上均具有尺寸标识。虽然图1中只示出了一种尺寸标识，但所述尺寸标识提供三级尺寸信息。标定装置的大小可以是多种的，只要能够实现三种尺寸标识即可。尺寸标识的尺寸可以为通用的尺寸，以实现对多种机器人的标定。优选地，尺寸标识的最小单元均为正方形。三级尺寸信息的最小尺寸分别为5cm、4cm、3cm、2cm、1cm、0.5cm、10mm、8mm、5mm、2mm中的三种。在部分实施例中，也可以根据机器人的视角选择其他尺寸，比如3.5cm、2.5cm、1.5cm等，以获得对相应机器人更好地标定结果，或提升标定的效率，节省机器人标定时的运动时间。

[0043] 在部分实施例中，所述表面为刚性表面。机器人标定装置的表面可以为不锈钢、塑料、玻璃等硬度较大的材质。机器人标定装置可以为与表面相同的材质。此时，表面的尺寸标识直接印在标定装置上，可以实现材质的统一，节省制作工序。机器的标定装置也可以与表面具有不同的材质。此时，在机器人标定装置外表面以粘贴或其他方式固定刚性表面，其中，所述刚性表面上具有尺寸标识。此时，刚性表面可以较为灵活地与其他部分组合。

[0044] 在部分实施例中，机器人标定装置表面为显示屏。通过显示屏可以展示尺寸标识，从而可以使得机器人在同一位置处获得更多的信息。显示屏可以逐步调整尺寸标识的大小，从而使得机器人在同一种位置进行多次标定，获得最适合当下距离的标定尺寸，提升标定的精度。

[0045] 图2为本实用新型实施例中一种尺寸标识的示意图。如图2所示，本实用新型实施例中一种尺寸标识包括：

[0046] 第一尺寸单元100，用于提供第一尺寸；

[0047] 第二尺寸单元200，用于提供第二尺寸，并且位于所述第一尺寸单元内；

[0048] 第三尺寸单元300，用于提供第三尺寸，并且位于所述第二尺寸单元内。

[0049] 具体地说，第一尺寸大于第二尺寸，第二尺寸大于第三尺寸。第一尺寸单元100、第二尺寸单元200和第三尺寸单元300均为多个相同大小的正方形组成。所述正方形的边长为尺寸标识的最小尺寸。第一尺寸单元100为横盘格，即黑白相间的方格，从而可以快速进行识别。第二尺寸单元200和第三尺寸单元300可以均为棋盘格。第二尺寸单元200和第三尺寸单元300有规律地位于第一尺寸单元100的黑格内。通过判断第一尺寸单元100中一个黑格内的更小单位的黑格数量，可以区分出第二尺寸单元200和第三尺寸单元300。比如，第一尺寸单元100的一个黑格内，第二尺寸单元200的最小单元的数量为5个，而第三尺寸单元300的最小单元的数量为10个。当拍摄到相邻的黑格数量为7时，可知该黑格为第三尺寸单元300的最小单元。

[0050] 如图3所示，在部分实施例中，多个第二尺寸单元200组成二维码，可以供机器人读取并获得信息。由第二尺寸单元200组成的二维码可以提供除黑格尺寸外的更多信息，从而使得机器人可以更好地利用这些信息进行数据处理。比如，扫描二维码可以获得表面所有最小尺寸及当前最小尺寸，从而增强了机器人标定装置的通用性。

[0051] 在部分实施例中，多个第三尺寸单元300组成二维码，可以供机器人读取并获得信息。由第三尺寸单元300组成的二维码可以提供除黑格尺寸外的更多信息，从而使得机器人可以更好地利用这些信息进行数据处理。相比于第二尺寸单元200，第三尺寸单元300的尺寸更小，可以提供更多的信息。第三尺寸单元300包含的信息可以与第二尺寸单元200包含的信息不同。由于二维码为静态二维码，所以其二维码包含的信息为固定的信息，比如当前表面的尺寸信息、当前二维码在当前表面的位置信息等。

[0052] 图4为本实用新型实施例中一种可折叠的机器人标定装置的结构示意图。如图4所示，本实用新型实施例中一种可折叠的机器人标定装置是中空的，并且可沿所述第一尺寸单元边缘折叠。图4中的虚线表示可折叠的位置。相邻表面的可折叠的折线构成封闭的环线。第一尺寸单元边缘是指第一尺寸单元100内黑格间的连线。由于机器人标定装置为中空的，可以用于存放物品。比如，机器人标定装置可以用于机器人的包装，从而使得在对机器人发货时无需额外增加空间，大大利用现有空间。同时，由于本实用新型中标定级别多，对于脏污具有非常好的抵抗能力，即使运输或保存过程中对于定位信息有损坏，也不影响标定装置的使用。

[0053] 图5为本实用新型实施例中一种可旋转的机器人标定装置的结构示意图。如图5所示，本实用新型实施例中一种可旋转的机器人标定装置设置有旋转装置，以使所述机器人标定装置进行旋转。旋转装置可以设置为自动旋转或手动旋转。当旋转装置设置为自动旋转时，可以通过蓄电池进行驱动，从而可以使标定装置在合适的速度下进行旋转。此时，机器人只需朝向标定装置，就可以获得最佳角度的照片，从而使得标定过程更加准确、简单。当旋转装置为手动旋转时，需要人工拨动，以使标定装置旋转，此时，标定装置的旋转速度会逐步减慢，而机器人在朝向标定装置拍摄时，会拍摄到较佳角度下的照片，从而也可以获得角度较好的照片，从而使得标定过程更加准确、简单。旋转装置有两种形式：一是设置一贯穿标定装置的连轴，并在连轴下方设置一支撑底座，从而使得标定装置围绕连轴转动。此种方案适用用各种重量的标定装置。二是提供转盘，将标定装置放置于放置装置上方，当旋转装置旋转时，位于其上方的标定装置跟随旋转。此种方案适用于标定装置较轻时，同时也适用于可以折叠的标定装置，有利于节省空间。

[0054] 图6为本实用新型实施例中一种凹槽结构示意图。如图6所示，机器人标定装置的第一尺寸单元、第二尺寸单元和第三尺寸单元的边缘均具有凹槽，以方便深度相机获得所述边缘信息。不同于前述实施例，本实施例中第一尺寸单元、第二尺寸单元和第三尺寸单元的边界均采用凹槽的方案，有利于各类深度相机的数据获取，对于各类深度相机的标定能够起到更好的作用。边缘是指第一尺寸单元、第二尺寸单元和第三尺寸单元最小尺寸单元的边缘，比如第一尺寸单元中为多个边长为5cm的正方形组成，则多个5cm的下方形的边均为“边缘”，同理，第二尺寸单元和第三尺寸单元对应的最小尺寸单元的边缘也为“边缘”。第一尺寸单元、第二尺寸单元和第三尺寸单元的凹槽宽度不同。第一尺寸单元的凹槽宽度大于第二尺寸单元的凹槽宽度，第二尺寸单元的凹槽宽度大于第三尺寸单元的凹槽宽度。第一尺寸单元、第二尺寸单元和第三尺寸单元的凹槽宽度为1mm，0.9mm，0.8mm，0.7mm，0.6mm，0.5mm，0.4mm，0.3mm，0.2mm，0.1mm中的三个。第一尺寸单元、第二尺寸单元和第三尺寸单元的凹槽深度不同。第一尺寸单元的凹槽深度大于第二尺寸单元的凹槽深度，第二尺寸单元的凹槽深度大于第三尺寸单元的凹槽深度。第一尺寸单元、第二尺寸单元和第三尺寸单元的凹槽深度为1mm，0.9mm，0.8mm，0.7mm，0.6mm，0.5mm，0.4mm，0.3mm，0.2mm，0.1mm中的三个。

[0055] 图7为本实用新型实施例中一种机器人标定装置的工作示意图。当机器人出现地图失真等问题时，将机器人标定装置放置于机器人前方，并将其中一个带有尺寸信息的表面朝向机器人。当开始标定时，将机器人设置为标定模式，机器人获取标定装置的图像。机器人移动到新位置，再次获得标定装置的图像。通过多次获得的图像，可以获得多张图像。由于标定装置的实际尺寸已知，可以对图像进行标定与校准。标定装置还可以同时对多个机器人进行标定。多个机器人分别拍摄标定装置不同表面的图像，从而可以同时对不同的机器人进行标定。当标定装置旋转时，同时对多个机器人拍摄到的图像进行调节，使得每个机器人都可以获得最佳的角度下的表面图像。

[0056] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

[0057] 以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。