定位測試方法及定位測試裝置與流程

2023-10-20 01:27:57

本發明涉及設備精確定位技術領域，尤其涉及一種定位測試方法及定位測試裝置。

背景技術：

平面關節型機器人又稱scara(selectivecomplianceassemblyrobotarm)型機器人，是一種應用於裝配作業的機器人手臂。對於scara的定位精度測量有很多方法，傳統的定點精度測量方法有撞擊千分表法和連續波雷射測距法。兩種方法都要求被測物體的待測表面要絕對平整，並且要求每次測量的點或者線在同一高度。但是實際應用中是無法達到絕對平整度要求的。因此採用撞擊千分表法和連續波雷射測距法測量定位精度時會引入一定的固有誤差，不能準確的測量到實際的定位精度。

技術實現要素：

基於此，有必要針對傳統的測量方法不能準確的測量到實際的定位精度的問題，提供一種定位測試方法及定位測試裝置。本方案不要求待測表面絕對平整。也不要求待測的點或者線在同一個高度。本方法形成一個待測平面，只要待測點在一個平面內。

一種定位測試方法，用於測定機械臂運動裝置的定位精度，所述機械臂運動裝置包括，機械臂、與機械臂轉動連接的旋轉軸和設置於所述機械臂運動裝置的標定物體，所述定位測試方法包括以下步驟：

提供第一圖像獲取裝置和第二圖像獲取裝置，所述第一圖像獲取裝置具有第一拍照方向，所述第二圖像獲取裝置具有第二拍照方向，所述第一拍照方向和所述第二拍照方向相互交叉形成一個拍攝區域，所述拍攝區域內設置有預設位置；

在所述標定物體上設置拍照標識；

所述機械臂運動裝置通過所述機械臂和所述旋轉軸帶動所述標定物體進行多次經過所述預設位置的運動；

每次當所述標定物體運動到所述預設位置時，所述第一圖像獲取裝置和所述第二圖像獲取裝置獲取所述拍照標識以及所述標定物體的圖像信息；

對所述圖像信息進行處理，得出所述定位測試方法的定位精度。

在一個實施例中，所述拍照標識設置在所述標定物體的一個平面處，所述拍照標識在所述第一拍照方向上。

在一個實施例中，所述拍照標識設置在所述旋轉軸的截面處，所述拍照標識在所述第二拍照方向上。

在一個實施例中，所述機械臂運動裝置通過所述機械臂和所述旋轉軸帶動所述標定物體進行多次經過所述預設位置的運動，包括：

所述經過所述預設位置的運動，包括：設定運動起點和運動終點；

所述運動起點為所述機械臂在安全運動範圍內的一個定點，所述運動終點為所述拍攝區域內設置的預設位置。

在一個實施例中，所述機械臂運動裝置通過所述機械臂和所述旋轉軸帶動所述標定物體在所述運動起點和所述運動終點之間進行多次重複運動。

在一個實施例中，所述機械臂運動裝置通過所述機械臂和所述旋轉軸帶動所述標定物體進行多次經過所述預設位置的運動，包括：

設定所述機械臂運動裝置的運動距離，所述運動距離的終點為所述預設位置。

在一個實施例中，所述機械臂運動裝置通過所述旋轉軸帶動所述標定物體多次重複運動相同的運動距離，並使所述運動距離的終點在所述預設位置。

在一個實施例中，所述對所述圖像信息進行處理，得出所述定位測試方法的定位精度，包括：

根據所述圖像信息獲取所述拍照標識在x軸、y軸、z軸和a軸的坐標偏差；

根據所述拍照標識在x軸、y軸、z軸和a軸的坐標偏差，分別得出所述機械臂運動裝置的定位誤差的均方差分布圖；

根據所述均方差分布圖得出系統整體誤差和容錯率為0時的精度值，所述系統整體誤差和所述容錯率為0時的精度值用於表徵所述定位測試方法的定位精度。

一種定位測試裝置，用於測定機械臂運動裝置的定位精度，所述定位測試裝置包括：標定支架、第一圖像獲取裝置和第二圖像獲取裝置；

所述第一圖像獲取裝置具有第一拍照方向，所述第二圖像獲取裝置具有第二拍照方向，所述第一拍照方向和所述第二拍照方向相互交叉形成一個拍攝區域，所述拍攝區域內設置有預設位置。

所述第一圖像獲取裝置設置於所述標定支架，並且所述第一圖像獲取裝置在所述標定支架的位置可調；

所述第二圖像獲取裝置設置於所述標定支架，並且所述第二圖像獲取裝置在所述標定支架的位置可調。

在一個實施例中，所述第一圖像獲取裝置和所述第二圖像獲取裝置為相機、攝像頭、ccd或cmos。

本發明提供了一種定位測試方法及定位測試裝置。所述定位測試方法，用於測定機械臂運動裝置的定位精度。所述定位測試方法包括以下步驟：將第一圖像獲取裝置水平設置，將第二圖像獲取裝置垂直設置。所述第一圖像獲取裝置和所述第二圖像獲取裝置形成一個相互交叉的拍攝區域，所述拍攝區域內形成拍攝的預設位置。在所述標定物體上設置拍照標識。所述機械臂運動裝置通過所述旋轉軸帶動所述標定物體進行多次運動。每次當所述機械臂運動裝置運動到所述預設位置時，所述第一圖像獲取裝置和所述第二圖像獲取裝置獲取所述拍照標識以及所述標定物體的圖像信息。對所述圖像信息進行處理，得出所述定位測試方法的定位精度。本發明中的所述定位測試方法，採用兩個圖像獲取裝置對標定物體的拍照標識進行拍照。重複多次以實現對所述機械臂運動裝置的定位測試。本發明中所述圖像獲取裝置的採樣目標是一個採樣面。在採樣面中，算法只針對區域內所述拍照標識的位置變化來計算偏差。採樣面內其他特徵信息都屬於無效特徵信息。因此本發明的定位測試方法及定位測試裝置用於機器人定位精度測試時，標定物體的平整度不會對測試結果造成誤差。

附圖說明

圖1為本發明一個實施例提供的定位測試方法的流程圖；

圖2為本發明一個實施例提供的定位測試方法的示意圖；

圖3為本發明一個實施例提供的定位測試方法中原始數據採集表；

圖4為本發明一個實施例提供的定位測試方法定位精度測試報告；

圖5a為本發明一個實施例提供的某金屬表面的示意圖；

圖5b為本發明一個實施例提供的某金屬表面的微觀示意圖；

圖6a為本發明一個實施例提供的採用雷射測距法測量重複定位精度的示意圖；

圖6b為本發明一個實施例提供的採用本發明的定位測試方法測量重複定位精度的示意圖；

圖7為本發明一個實施例提供的定位測試方法中圖像獲取裝置拍照視野範圍示意圖；

圖8為本發明一個實施例提供的定位測試方法中定位精度隨視野變化的對比圖；

圖9為本發明一個實施例提供的定位測試方法中旋轉軸的測試圖。

附圖標號說明：

定位測試裝置10

標定支架110

第一圖像獲取裝置120

第二圖像獲取裝置130

機械臂運動裝置200

機械臂210

旋轉軸220

標定物體230

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例對本發明的定位測試方法及定位測試裝置進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

請參閱圖1和圖2，提供一種定位測試方法，用於測定機械臂運動裝置200的定位精度。所述機械臂運動裝置200包括，機械臂210、旋轉軸220和標定物體230。

具體地，所述機械臂運動裝置200的具體結構並不限定，可以為任何運動的待測試定位精度的裝置。所述機械臂210為所述機械臂運動裝置200的一部分。所述旋轉軸220同樣為所述機械臂運動裝置200的一部分。所述旋轉軸220能夠帶動所述標定物體230沿一定的運動方向旋轉和運動。所述標定物體230可以是所述機械臂運動裝置200本體末端的一個結構，也可以是所述機械臂運動裝置200攜帶的、抓握的、運送的一個物體。

所述定位測試方法包括以下步驟：

s100，提供第一圖像獲取裝置120和第二圖像獲取裝置130。所述第一圖像獲取裝置120具有第一拍照方向。所述第二圖像獲取裝置130具有第二拍照方向。所述第一拍照方向和所述第二拍照方向相互交叉形成一個拍攝區域。所述拍攝區域內設置有預設位置；

在一個實施例中，可以將第一圖像獲取裝置120水平設置，將第二圖像獲取裝置130垂直設置，所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130形成一個相互交叉的拍攝區域，所述拍攝區域內形成拍攝的預設位置。

具體地，可以將所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130設置在一個安裝裝置上。所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130的位置並不固定。所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130可以在所述安裝裝置上滑動，滑動後可以選擇位置進行固定。所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130可以根據所述機械臂運動裝置200的不同定位位置進行調解。在兩個圖像獲取裝置調節過後，再確定一個預設位置，所述預設位置就是所述機械臂運動裝置200的一個定點。更具體地，當所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130固定時要形成一個相互交叉的拍攝區域。在所述拍攝區域內形成拍攝的預設位置。所述機械臂運動裝置200運動到所述預設位置，所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130能夠拍攝所述標定物體230的圖像信息。具體地，所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130可以是相機、攝像頭、ccd或cmos等，能夠獲取圖像的裝置。ccd，英文全稱：charge-coupleddevice，中文全稱：電荷耦合元件。可以稱為ccd圖像傳感器，也叫圖像控制器。cmos英文全稱complementarymetaloxidesemiconductor，互補金屬氧化物半導體，電壓控制的一种放大器件，是組成cmos數字集成電路的基本單元。cmos製造工藝也被應用於製作數碼影像器材的感光元件，尤其是片幅規格較大的單反數位相機。

s200，在所述標定物體230上設置拍照標識。

具體地，所述拍照標識可以設置在所述標定物體230的表面。設置所述拍照標識是為了定位及對比拍攝的圖像信息。所述拍照標識可以設置在所述第一圖像獲取裝置120的拍攝區域上，也可以設置在所述第二圖像獲取裝置130的拍攝區域上。可以理解，所述拍照標識也可以設置在所述旋轉軸220的截面處。

s300，所述機械臂運動裝置200通過所述機械臂210和所述旋轉軸220帶動所述標定物體230進行多次經過所述預設位置的運動。

具體地，所述機械臂運動裝置200可以按照設定的程序進行運動。在需要測定所述機械臂運動裝置200的定位精度時，可以設定所述機械臂運動裝置200的運動路線和運動方式。所述機械臂運動裝置200的運動路線和運動方式可以任意確定，但所述標定物體230需要停在所述預設位置。所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130可以在相互交叉的拍攝區域內進行拍照。

s400，每次當所述標定物體230運動到所述預設位置時，所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130獲取所述拍照標識以及所述標定物體的圖像信息。

每次當所述標定物體230運動到所述預設位置時，所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130獲取所述拍照標識以及所述標定物體230的圖像信息。

具體地，比如，所述拍照標識設置在所述標定物體230的面向所述第一圖像獲取裝置120的拍攝區域。每次所述機械臂運動裝置200通過所述旋轉軸220帶動所述標定物體230運動到預設位置時，所述第一圖像獲取裝置120拍攝所述拍照標識所在的平面，將所述圖像信息傳送至後端處理。所述第二圖像獲取裝置130拍攝所述標定物體230在所述第二圖像獲取裝置130的拍攝區域的圖像信息，也將所述圖像信息傳送至後端處理。

s500，對所述圖像信息進行處理，得出所述定位測試方法的定位精度。

具體地，可以通過圖像軟體處理系統對所述拍照標識的圖像信息和所述標定物體230的圖像信息整合以後進行處理。通過計算分析每一次上傳的所述圖像信息，即可獲取到所述機械臂運動裝置200每一次運動到預定位置的實際位置數據，從而計算出所述機械臂運動裝置200的定位精度。

本實施例中，採用上述的定位測試方法，對所述機械臂運動裝置200的平面平整度沒有要求。因為每一次拍攝都是針對目標區域平面的整體取樣，因此表面的一切特徵都屬於多次拍攝的圖像信息裡重合的部分。所述定位測試方法中對於拍攝的圖像信息沒有重合的部分是不會參與分析和運算的。對於多次拍攝的圖像信息裡沒有重合的部分也不是分析誤差的有效特徵。因此，多次拍攝的圖像信息裡沒有重合的部分也不影響分析結果的真實可靠性。

在一個實施例中，所述拍照標識設置在所述標定物體230的一個平面處，所述拍照標識在所述第一拍照方向上。所述拍照標識可以在所述第一圖像獲取裝置120的拍照方向，按照所述定位測試方法可以測定所述機械臂運動裝置200的重複定位精度和相對定位精度。

具體地，設置運動起點和運動終點。採用所述定位測試方法測定所述機械臂運動裝置200的重複定位精度。具體地，在一個實施例中，所述將第一圖像獲取裝置120水平設置，將第二圖像獲取裝置130垂直設置，所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130的形成一個相互交叉的拍攝區域，所述拍攝區域內形成拍攝的預設位置。所述拍攝區域內形成拍攝的所述預設位置為運動起點。所述機械臂運動裝置200在安全運動範圍內的一個定點位置為運動終點。

具體地，在一個實施例中，所述機械臂運動裝置200通過所述機械臂210和所述旋轉軸220帶動所述標定物體230進行多次運動，包括：

所述機械臂運動裝置200通過所述旋轉軸220帶動所述標定物體230在所述運動起點和所述運動終點之間進行多次重複運動。

本實施例中，設置運動起點和運動終點。控制所述機械臂運動裝置200在所述運動起點和所述運動終點之間重複多次運動。每一次所述標定物體230運動到所述運動起點時，所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130進行拍攝。將拍攝的所述圖像信息傳送至後端處理系統，對所述圖像信息進行處理，得出所述定位測試方法的定位精度。採用所述定位測試方法實現所述機械臂運動裝置200的重複定位精度的測試。

在一個實施例中，所述拍照標識設置在所述標定物體230的一個平面處，所述拍照標識在所述第一圖像獲取裝置120的拍照方向。設定所述機械臂運動裝置200的運動距離。按照所述定位測試方法測定所述機械臂運動裝置200的相對定位精度。

具體地，在一個實施例中，所述將第一圖像獲取裝置120水平設置，將第二圖像獲取裝置130垂直設置。所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130的形成一個相互交叉的拍攝區域，所述拍攝區域內形成拍攝的預設位置。具體包括：設定所述機械臂運動裝置200的運動距離。所述運動距離的終點為所述預設位置。所述運動距離的起點可以設置在所述機械臂運動裝置200能夠到達的任何位置。具體地，所述運動距離可以任意設置，比如設置所述運動距離為「前進5釐米」。當所述運動距離為「前進5釐米」時，所述運動距離的終點為所述預定位置。所述運動距離(「前進5釐米」)的起點：以所述預定位置為球心，以5釐米為半徑的球體的表面上的任一點。

具體地，在一個實施例中，所述機械臂運動裝置200通過所述旋轉軸220帶動所述標定物體230進行多次運動。具體包括：所述機械臂運動裝置200通過所述旋轉軸220帶動所述標定物體230多次重複運動相同的運動距離，並使所述運動距離的終點在所述預設位置。如上述舉例，所述運動距離為「前進5釐米」，那麼可以控制所述機械臂運動裝置200從某一運動起點到所述預設位置(即所述運動終點)。每一次測試需要運動裝置確定固定的運動軌跡和路徑，並做往復運動。在運動過程中，每一次運動到所述預設位置時，所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130都會獲取所述拍照標識以及所述標定物體230的圖像信息。然後將所述圖像信息回傳至後端處理，得出所述機械臂運動裝置200的相對定位精度。

在一個實施例中，所述拍照標識設置在所述旋轉軸220截面處，所述拍照標識在所述第二圖像獲取裝置130的拍照方向。所述拍照標識在所述第二圖像獲取裝置130的拍照方向，按照所述定位測試方法可以測定所述機械臂運動裝置200的所述旋轉軸220的重複定位精度和相對定位精度。

可以理解，所述重複定位精度就是設定運動起點和運動終點，所述機械臂運動裝置200在所述運動起點和所述運動終點之間重複多次運動。每次運動到所述運動起點時，通過所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130進行拍攝，以獲取圖像信息。然後將所述圖像信息回傳至後端處理，得出所述機械臂運動裝置200的相對定位精度。在本實施例中，所述拍照標識設置在所述旋轉軸220平面。所述旋轉軸220在所述運動起點和所述運動終點之間重複運動。每次運動到所述運動起點時，用所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130對所述拍照標識進行拍攝。將拍攝的所述圖像信息傳送至後端處理系統。所述後端處理系統對所述圖像信息進行處理，得出所述機械臂運動裝置200的旋轉軸的重複定位精度。具體地，也可以設置一個所述預設位置，只是所述旋轉軸220轉動的角度需要確定。比如：可以設置所述旋轉軸220「旋轉180°」，所述旋轉軸實施多次重複旋轉。每次旋轉180°以後，用所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130對所述拍照標識進行拍攝。將拍攝的所述圖像信息傳送至後端處理系統。所述後端處理系統對所述圖像信息進行處理，得出所述機械臂運動裝置200的旋轉軸的相對定位精度。

本實施例中，所述定位測試方法能夠測試所述機械臂運動裝置200中所述旋轉軸220的重複定位精度和相對定位精度。所述定位測試方法實現了對所述機械臂運動裝置200的x軸、y軸、z軸(整個空間)以及在a軸(旋轉軸)方向上的定位精度測試。

在一個實施例中，所述對所述圖像信息進行處理，得出所述定位測試方法的定位精度，包括：

s510，根據所述圖像信息獲取所述拍照標識在x軸、y軸、z軸和a軸的坐標偏差。

s520，根據所述拍照標識在x軸、y軸、z軸和a軸的坐標偏差，分別得出所述機械臂運動裝置200的定位誤差的均方差分布圖。

s530，根據所述均方差分布圖得出系統整體誤差和容錯率為0時的精度值，所述系統整體誤差和所述容錯率為0時的精度值用於表徵所述定位測試方法的定位精度。

採用上述方法測得的原始數據如圖3所示。具體地，s510，根據所述圖像信息獲取所述拍照標識在x軸、y軸、z軸和a軸的坐標偏差。如圖3中，前四列的原始數據為真實坐標x、真實坐標y、真實坐標a、真實坐標z。匯總多次的測試數據，計算並得出x軸、y軸、z軸和a軸的坐標偏差。另外，還可以得出所述機械臂運動裝置的第一關節、第二關節、第三關節以及第四關節的運動數值。還可以設置x軸、y軸、a軸和z軸的dsp(數字線號處理)坐標。根據重複多次測得的dsp坐標x、dsp坐標y、dsp坐標z和dsp坐標a的數值計算出x軸dsp偏差值、y軸dsp偏差值、z軸dsp偏差值、a軸dsp偏差值。

具體地，s520，根據所述拍照標識在x軸、y軸、z軸和a軸的坐標偏差，分別得出所述機械臂運動裝置200的定位誤差的均方差分布圖。如圖4為a軸均方差分布圖，橫坐標為偏差值，縱坐標為測試的次數。即偏差在某一範圍內的次數。經過多次測量繪製出如圖4所示的a軸均方差分布圖。同樣可以得出x軸均方差分布圖、y軸均方差分布圖和z軸均方差分布圖。

具體地，s530，根據所述均方差分布圖得出系統整體誤差和容錯率為0時的精度值，所述系統整體誤差和所述容錯率為0時的精度值用於表徵所述定位測試方法的定位精度。根據x軸、y軸、z軸和a軸各自的均方差分布圖可以分別得出每次測量結果在各個軸向的坐標偏差。匯總每次測量結果在各個軸向的坐標偏差，得出系統整體誤差和容錯率為0時的精度值。再結合所述圖像獲取裝置的精度值和所述機械臂運動裝置的靜止震動精度值，得出重複定位精度和相對定位精度。圖3和圖4是在一個測量重複定位精度的實施例中所得的原始數據及最終的測試報告。圖4所示的所述測試報告會直接給出測試結果是否合格的結論。所述測試報告很直觀的顯示出最終計算得出的重複定位精度數值。由所述測試報告可見，測試得出的機器人重複定位誤差a軸的均方差分布圖符合正態分布。測試過程採集的原始數據在測試報告中也可以查看，其中系統整體誤差通常定為：0.0038mm。如有超高精度要求的系統，定義此時誤差為0.0051mm。如需要還可以給出x軸的均方差分布圖、y軸的均方差分布圖、z軸的均方差分布圖等。

可以理解，得出所述定位精度的軟體計算方法可以有多種。可以設置不同的硬體結構及軟體程序對所述圖像信息進行處理，得出所述定位測試方法的定位精度。

一種定位測試裝置10，用於測定機械臂運動裝置200的定位精度。所述定位測試裝置10包括：標定支架110、第一圖像獲取裝置120和第二圖像獲取裝置130；

所述第一圖像獲取裝置120水平設置於所述標定支架110，所述第二圖像獲取裝置130垂直設置於所述標定支架110，同時使所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130的拍攝區域在同一平面；

所述第一圖像獲取裝置120在所述標定支架110的位置可調，所述第二圖像獲取裝置130在所述標定支架110的位置可調。

具體地，所述標定支架110的具體形式並不限制。在一個實施例中，所述標定支架110可以設置相互垂直的兩個滑軌，將所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130分別安裝在兩個滑軌上。所述標定支架110上還可以設置有固定裝置，所述固定裝置用於固定所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130。在一次定位精度的測試過程中所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130固定不動。所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130形成一個相互交叉的拍攝區域。在所述拍攝區域內形成拍攝的預設位置。設置所述機械臂運動裝置200的待測終端或所述標定物體230運動到所述預設位置，然後所述拍照標識或所述標定物體230的獲取圖像信息。

在一個實施例中所述機械臂運動裝置200選用scara(平面關節型)機器人。scara機器人是一種應用於裝配作業的機器人手臂。採用本實施例中的定位測試方法測量所述scara機器人抓取所述標定物體230的重複定位精度和相對定位精度以及所述旋轉軸220的重複定位精度和相對定位精度。

在採用所述定位測試方法測量所述scara機器人的定位精度時，提供所述標定支架110。所述第一圖像獲取裝置120水平設置於所述標定支架110。所述第二圖像獲取裝置130垂直設置於所述標定支架110。同時使所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130的拍攝區域在同一平面。所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130形成一個相互交叉的拍攝區域。在所述拍攝區域內形成拍攝的預設位置。將待測物體運動至所述預設位置時，所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130進行拍照，得到多次運動或重複運動後的圖像信息。

在一個實施例中，所述定位測試方法具體包括：

s100a，在所述待測機器人平臺上安裝好兩部圖像獲取裝置。具體地，在所述待測機器人平臺上安裝標定支架110。所述標定支架110包括兩個相互垂直的滑軌。在兩個相互垂直的滑軌處分別安裝所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130。所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130形成一個相互交叉的拍攝區域，所述拍攝區域內形成拍攝的預設位置。

s200a，在機器人待測終端或所述標定物體230做好拍照標識。所述拍照標識可以是具有規則的形狀的圖形。所述拍照標識設置在機器人待測終端或所述標定物體230。

s300a，所述機械臂運動裝置200通過所述旋轉軸220帶動所述標定物體230進行多次運動。具體地，在運動過程中可以設定所述機械臂運動裝置200或機器人的往復運動點位。第一運動點位是拍照位置的點位，第二運動點位是安全運動的點位。所述第一運動點位為所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130在所述拍攝區域內形成拍攝的預設位置。

s400a，每次當所述機械臂運動裝置200運動到所述預設位置時，所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130獲取所述拍照標識以及所述標定物體230的圖像信息。具體地，在所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130進行拍攝前，調節所述兩個圖像獲取裝置的視野、焦距和曝光率等參數值。開始運行機器人，拍照進行測試

s500a，對所述圖像信息進行處理，得出所述定位測試方法的定位精度。

具體地，所述圖像信息為所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130拍攝到的所述標定物體230的圖像信息。所述圖像信息也可以是所述標定物體230的圖像信息。整合多次拍照的所述圖像信息，得出誤差精度分布。計算出重複定位或者相對定位測試的精度。

在本實施例中主要採用在scara機器人待測的定點位置互相垂直的方向上安裝兩個圖像獲取裝置。機器人末端機構上設置標識，使標識在圖像獲取裝置視野範圍內清晰可見，在機器人末端機構每一次到達定點位置時兩部圖像獲取裝置同時進行拍照，上傳圖片，通過計算分析每一次上傳的圖片中的信息，即可獲取到機器人待測終端每一次運動到定點的實際位置數據，從而計算出機器人的重複定位精度。

本發明中所述的定位測試方法，採用視覺系統對所述scara機器人(所述機械臂運動裝置200)進行重複定位精度的測試或相對定位精度的測試。所述視覺系統即所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130在所述標定支架110的配合下，構成相互交叉的拍攝區域的系統。所述視覺系統及本發明中所述定位測試裝置10。所述定位測試方法具有以下有益效果：

第一、本發明的定位測試方法採用視覺系統測量定位精度時對被測物體(機器人)的平面平整度沒有要求。因為每一次拍攝都是針對目標區域平面的整體取樣。因此被測物體表面的一切特徵都屬於多次拍攝圖片裡重合的部分，不是分析誤差的有效特徵，因此不影響分析結果的真實可靠性。

實際待測物體的表面可能是凹凸不平的，如圖5所示。圖5a為實際的金屬表面，圖5b為所述金屬表面的微觀結構。當採用傳統的雷射測距法測量定位精度時，由於每一次機器人的位置是不一樣的，因此雷射所測量點的高度會不一樣，具體如圖6所示。圖6a為採用傳統的雷射測距法測量定位精度時採集到的信息。採用傳統的雷射測距法測量定位精度時，由於雷射測量點的高度不一，凹凸不平的表面就會有不同的會引入固有誤差。圖6b為本發明的定位測試方法採集的所述圖像信息。本發明中，所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130的採樣目標是一個採樣面。可以理解所述採樣目標可以是一個平面或曲面。所述採樣面試平面或者曲面時，所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130都能夠獲取其圖像信息。在採樣平面中，算法只針對區域內有效標識的位置變化來計算偏差，區域內其他特徵信息都屬於無效特徵信息。因此本發明採用的視覺系統做機器人重複定位精度測試，測物體的平整度不會對測試結果造成誤差。

第二、本發明的定位測試方法測量精度高。理論上採用視覺系統測量精度可以達到無限小。實際應用過程中，在視野範圍內圖像獲取裝置像素越高，可以達到的測量精度越高。同理，在圖像獲取裝置像素選定的情況下，圖像獲取裝置視野範圍選擇的越小，測量精度也會越高。在一個實施例中，所述第一圖像獲取裝置120和所述第二圖像獲取裝置130採用500萬像素圖像獲取裝置，解析度為2560*1920，視野範圍為3cm2，精度可以達到1*10-5m。若實際需要達到更高的精度要求，可以在視野範圍不變的情況下增大圖像獲取裝置像素；或者同樣像素圖像獲取裝置的前提下縮小視野範圍；也可以進一步提高測量精度。請參閱圖7-圖8，圖7中採用500萬像素的圖像獲取裝置演示了：視野範圍越小，解析度越高，圖像也越清晰。

圖8中從左到右圖像獲取裝置選定的視野範圍分別為10*10cm2、5*5cm2、3*3cm2、1*1cm2。圖8中從左到右圖像獲取裝置拍攝圖像的解析度分別為39*52μm/像素、19*26μm/像素、11*15μm/像素、3.9*5.2μm/像素。

第三、本發明的定位測試方法採用視覺系統可以測量旋轉軸的角度偏移量，這是傳統測量方法無法實現的。原理同平面的誤差測量一樣，在旋轉軸截面處做拍照標識。取旋轉軸截面作為取樣平面，根據多次拍攝到圖片中的拍照標識角度來計算旋轉軸的位置偏差，從而得出旋轉軸的重複定位精度。在一個實施例中，所述旋轉軸測試圖片如圖9所示。

第四、本發明的定位測試方法採用的設備成本低。採用視覺系統採集測試重複定位精度一套設備的成本是雷射測試設備的五十分之一。

第五、本發明的定位測試方法採用的設備體積小，易於安裝。傳統的雷射測距儀體積較大，使用時需要較大的空間。視覺系統體積很小，可以安裝到任意待測機械平臺上面進行測試。

以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。