小臂展机器人的零点与杆长标定
本页面介绍如何使用机器人标定功能完成小臂展机器人的零点与杆长标定。此流程推荐使用 1 台 NANO ULTRA 相机。
总体流程介绍
小臂展机器人的零点与杆长标定的总体流程如下图所示。
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标定前准备：完成标定前的相关准备工作。
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标定预配置：选择标定前的预配置项，例如机器人型号、相机安装方式等。
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开始标定：正式开始标定，通过完成一系列操作步骤，获得标定结果。此步骤中涉及机器人端操作，以建立视觉系统与机器人之间的通信。
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验证标定结果：对获得的标定结果进行验证，检查标定结果是否满足要求。
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应用标定结果：将验证通过的标定结果应用于机器人。
标定前准备
在进行机器人标定前，请先完成以下准备工作：
完成系统硬件搭建
请参照系统硬件搭建章节完成系统硬件搭建。
完成机器人通信配置
请完成机器人的主控通信配置。你可根据使用的机器人品牌，在 主控通信 章节中参考对应机器人的“主控通信配置”文档完成机器人主控通信配置。
检查标定球点云质量
你可通过完成以下步骤来确保标定球点云质量满足要求。
| 标定球的点云质量会影响机器人标定结果的精度。检查标定球的点云质量，用于确保标定结果的准确性和可靠性。标定流程中包含了检查标定球点云质量的操作。你也可以在标定前提前检查标定球点云质量，从而节省标定流程所需时间。 |
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将标定球放置在相机视野下工作平面的中心。
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打开 Mech-Eye Viewer 软件，选择机器人标定使用的相机，然后选择使用“calib”参数组并调整相机参数。
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在 2D 图中，标定球整体亮度不宜过暗、过亮或亮度不均。
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在深度图中，标定球应完整可见。
若现场环境光较复杂，建议通过遮补光来降低环境光对 2D 图和深度图的影响。
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完成标定前检查工作
请参考标定前检查工作，完成以下检查：
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确认机器人底座已牢固安装。
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确认相机和标定球已准备就绪。
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确认相机已完成手眼标定。
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确认软件和机器人通信配置满足要求。
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确认机器人安全空间。
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确认已进行相机预热暖机。
标定预配置
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打开机器人标定功能。
在 Mech-Vision 菜单栏中选择，打开标定预配置窗口。
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确认检查并开始新标定。
确认已完成标定前检查工作，单击确认检查，然后单击下一步。
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选择如何标定。
在选择如何标定窗口选择开始新的标定，然后单击下一步。
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选择机器人。
在选择机器人窗口单击选择机器人型号，选择项目使用的机器人型号。工具会根据型号判断机器人臂展，以便推荐适用的相机配置。
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选择标定任务。
在选择标定任务窗口选择零点与杆长标定。工具会结合机器人臂展和标定任务推荐相机数量和型号。
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选择相机安装方式并设置相机信息。
在选择相机安装方式窗口选择 Eye to Hand，再按推荐结果确认相机数量和相机型号。
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设置相机安装位置。
根据选择相机安装位置窗口中的引导选择相机位置。完成安装检查后，单击我已完成安装检查，再单击下一步。
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确认相机已完成手眼标定。
在确认相机已完成手眼标定窗口确认所有参与标定的相机均已完成手眼标定，然后单击开始标定进入正式流程。
至此，标定预配置已完成，将进入正式标定流程。
开始标定
连接相机
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选择并连接用于标定的相机。
在连接相机步骤中单击选择相机，在弹出的窗口中选择并连接机器人标定使用的相机，然后单击确定。
连接后，可单击单次采集或连续采集，确认相机能够正常采集图像。
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检查图像采集结果。
在右侧图像视图面板检查图像是否正常显示。确认图像采集正常后，单击底部栏的下一步按钮。
安装标定球并获取位置
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核对标定球直径。
确认标定球直径与实际使用的标定球一致，确保软件按正确尺寸计算标定球位置。
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安装标定球并将其移入相机视野。
将标定球牢固安装在机器人末端，使用示教器移动机器人，使标定球进入相机视野。在 2D 视图中确认标定球完整位于红框内，以保证相机能够完整观测标定球。
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调整标定球与相机的距离并获取位置。
调整两者间距，使其接近界面显示的推荐距离，然后按界面提示采集图像并获取标定球位置。
获取标定球位置后，应保持机器人位姿不变，确保标定球位置与机器人位姿对应。
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检查标定球图像质量。
在 2D 图中确认标定球整体亮度适中且均匀，在深度图中确认标定球完整可见。图像质量会影响位置测量和标定结果，若成像质量不佳，可在 Mech-Eye Viewer 中调整“calib”参数组后重新采集。
连接机器人
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在机器人示教器上运行主控程序。
选择并运行主控程序，以建立机器人与 Mech-Vision 之间的主控通信。主控程序配置说明请参考主控通信章节。
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设置机器人 IP 地址并连接机器人。
在连接机器人步骤设置机器人 IP 地址，然后单击连接机器人。等待状态更新，确认机器人与 Mech-Vision 建立通信。
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确认连接状态并继续。
在连接机器人区域确认状态显示为“断开机器人连接”，再单击底部栏的下一步按钮。
生成标定路径
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设置机器人运动范围。
在机器人运动设置区域设置机器人关节运动范围，分别输入 J1 至 J6 的最小和最大角度；再设置机器人法兰运动范围 ，输入 X、Y、Z 方向的最小和最大位置。该范围用于约束标定路径的生成和机器人运动。
如需在场景中查看法兰的活动范围，勾选显示机器人法兰运动范围，以便确认范围是否符合现场空间条件。
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设置标定点数量并生成标定点。
在标定点设置区域设置每个相机对应的标定点数量和测试点数量，然后单击生成标定点。工具根据设置生成用于标定和结果验证的点位，并评价标定点质量。
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查看评价结果并按需调整。
在标定点评价区域查看标定点质量评价及关节 1 至关节 3 的变化范围。若质量等级为低，请按提示扩大关节或法兰运动范围并重新生成标定点。若评价仍为低，请按以下步骤调整单台相机的位置。
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单击调整相机位置。
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设置相机可移动范围并计算推荐位置。
在相机可移动范围中设置 X、Y、Z 方向的移动范围，然后单击计算相机最优位置。
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根据计算结果移动相机，并重新进行手眼标定。
前往相机标定界面重新进行手眼标定。
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重新进行机器人标定。
完成手眼标定后，重新进行机器人标定，并生成、评价标定点。确认标定点质量符合要求后，单击接受当前标定点，继续后续标定流程。
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测试标定路径
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检查标定路径和运动环境。
在场景视图中检查路径是否安全，并确保机器人运动范围内无障碍物。若存在碰撞风险，请调整机器人位姿或清理周围障碍物，确保机器人能够安全移动。
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仿真运行并检查路径。
设置运行速度，单击仿真运行，检查机器人能否沿整条路径安全移动。
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低速实机运行并核对现场路径。
仿真结束后查看机器人状态。若显示已断开，单击连接机器人。确认现场安全后，以较低速度单击实机运行，观察机器人沿完整路径运动情况。
实机运行时请确保人员远离机器人运动范围。如有碰撞风险，请立即按下急停按钮。
如需修改标定路径，你可参考以下步骤对标定点列表中的标定点、测试点和过渡点进行修改。
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修改路径点。
在所选点信息下拉列表或标定点列表中选择要修改的点位，然后通过以下任一方式调整：
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直接在软件界面中调整。
切换到关节或工具位姿选项卡，修改所选点的关节角或工具位姿。确认机器人已连接后，单击移动真实机器人至所选点，检查调整后的点位是否位于相机视野内且无干涉。
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通过机器人示教更新位姿。
单击断开机器人，将机器人切换至手动模式并示教至目标位姿；再切换至自动模式，单击连接机器人，然后单击设置所选点为真实机器人位姿。
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插入过渡点。
在标定点列表中选择一个已有路径点，单击列表右侧的+，再选择在前方插入过渡点或在后方插入过渡点。
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删除过渡点。
在标定点列表中选择要删除的过渡点，单击列表右侧的-，再选择删除过渡点。
获取图像和关节角
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确认设备和标定路径已准备就绪。
确认相机和机器人均已连接，且标定路径已完成检查。此操作可避免采集开始后因连接或路径问题中断。
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检查采集环境安全。
确认机器人周围环境安全、运动范围内没有障碍物，并确保急停装置可用。采集期间机器人会自动运动，人员应远离运动范围。
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设置采集参数并开始标定。
设置运行速度和等待时间，然后单击开始标定，启动自动数据采集。
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自动采集图像和关节角。
机器人将沿标定路径依次移动。相机在各标定点采集图像，软件同步记录机器人关节角，为计算标定参数提供数据。
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监控采集过程并检查结果。
持续观察机器人运动。若有碰撞风险，立即停止操作并按下急停按钮。采集完成后，查看消息区域中的结果，确认数据采集状态。
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机器人会自动沿标定路径运动，人员应远离机器人运动范围，如有碰撞风险，请立即按下急停按钮。 |