Um die Genauigkeit der Hand-Auge-Kalibrierung bei der Zusammenarbeit zwischen einem linienförmigen Laserscanner und einem Roboter zu verbessern, wurde eine kalibrierungsmethode basierend auf einem Zwei-Schritt-Verfahren vorgeschlagen. Diese Methode verwendet eine häufig verfügbare Kalibrierkugel als Kalibrierobjekt. Durch Veränderung einer Pose und einer Translation in einer speziellen Messmethode werden Lösungs-Gleichungen basierend auf der konstanten Eigenschaft der Kugelzentrum-Koordinaten im Robotersystem erstellt. Die Gleichungen für verschiedene Posen lösen unabhängig die Rotationsmatrix und den Translationsvektor. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass die Standardabweichung der Kugelzentrum-Koordinaten in X- und Y-Richtung bei der Zwei-Schritt-Methode jeweils 0,3249 mm bzw. 0,2462 mm beträgt, verglichen mit 0,4608 mm bzw. 0,6391 mm bei der Ein-Schritt-Methode, was einer Verbesserung von 29,5 % bzw. 61,5 % entspricht. Darüber hinaus betrug in der Kugelanpassung der Unterschied zwischen dem durch die Zwei-Schritt-Methode angepassten Kugelradius und dem Nennradius von 14,996 mm 0,019 mm, während der Unterschied bei der Ein-Schritt-Methode 0,278 mm betrug, was auf eine höhere Anpassungsgenauigkeit der Zwei-Schritt-Methode hinweist. Die vorgeschlagene Zwei-Schritt-Hand-Auge-Kalibrierungsmethode verbessert die Kalibrierungsgenauigkeit und die dreidimensionale Anpassungsgenauigkeit im Vergleich zur Ein-Schritt-Methode signifikant.

Hand-Auge-Kalibrierung;linientariertes Laserscanner;Kalibrierkugel;homogene Transformation Matrix