直線レーザープロファイラとロボットの協調作業におけるハンドアイキャリブレーションの精度向上のために、二段階法に基づくキャリブレーション手法が提案された。本手法は、一般的に入手しやすいキャリブレーションボールをキャリブレーション物体として用い、姿勢1回、平行移動1回の特殊な測定法により、ロボット座標系において球心座標が一定である特性に基づき方程式を構築し、異なる姿勢下の方程式を連立して回転行列と平行移動ベクトルをそれぞれ独立に解く。実験結果は、二段階法におけるX方向およびY方向の球心座標の標準偏差がそれぞれ0.3249 mmおよび0.2462 mmであり、単段階法の0.4608 mmおよび0.6391 mmに比べてそれぞれ29.5％および61.5％向上していることを示した。さらに、球体フィッティング実験では、二段階法でフィッティングした球体の半径と公称半径14.996 mmの差が0.019 mmであったのに対し、単段階法では0.278 mmの差があり、二段階法のフィッティング精度が高いことが確認された。本稿で提案する二段階法によるハンドアイキャリブレーション手法は、単段階法に比べてキャリブレーション精度および3次元フィッティング精度を大幅に向上させた。

ハンドアイキャリブレーション;直線レーザープロファイラ;キャリブレーションボール;同次変換行列