眼在手外-机器人坐标系与相机坐标系标定方法

1 眼在手外坐标系概述

实现机械臂和相机的手眼标定,就是要通过双目相机坐标系、机械臂坐标系和机械臂 末端执行器三者的坐标系转换,求出手眼转换矩阵。设双目相机坐标系为 Oc,标定板坐标 系为 Ow,末端执行器坐标系为 Oe,机械臂底座的坐标系为 Ob。其中,设标定板坐标系到 双目相机坐标系的转换关系为𝑻𝒘 𝒄 ,双目相机坐标系到机械臂底座的坐标系的转换关系为 X, 机械臂底座坐标系到机械臂末端执行器坐标系的转换关系为𝑻𝒃 𝒆,其中,本文中要求解的就 是双目相机相对机械臂底座坐标系的转换关系,也即眼在手外情况下的手眼转换矩阵。

2 硬件设备

本文中眼在手外标定时所需要的设备有机械臂及其控制系统,笔记本电脑,规格为 9 格×12 格的黑白相间的棋盘格标定板,其中每个方格大小为 30mm×30mm、相机,相机支 架等。

3 标定流程

一、 将标定板固定在机械臂末端,双目立体相机固定在机械臂底座上与机械臂底 座相对静止,移动机械臂,使标定板在双目相机视场内某一位姿下,设标定板上的点在标 定板坐标系下的坐标值为𝑃1,末端执行器坐标系下的坐标值为𝑃3,则将𝑃1点转换为𝑃3点的 转换关系为:

二、接着移动机械臂将机械臂末端执行器上的标定板移动到下一位姿且保持标定板在双 目相机视场内,在该位姿下得到另一相同形式的方程,即:

其中,公式中的可以通过机器人控制系统的位姿输出来获得,可以通 过双目立体相机的外部参数获得.

将上式联立可得

化简可得

,上式可化简为AX=BX

而 A 和 B 都可以通过机械臂控制系统和双目相机输出获得,因此为已知量。

三、本文中通 过移动机械臂末端执行器,记录了 10 组标定板的位姿进行求解,得到 5 组 A𝑋=𝑋B 形式的 方程组进行求解手眼转换矩阵𝑋。

相关推荐
Quanqiucard1 小时前
摄像头网络不稳定怎么办?商用监控物联网卡怎么选才靠谱
物联网·机器人
xwz小王子1 小时前
斯坦福宋舒然组 | Memory Anchors:用1%的旧数据拦住机器人模型的遗忘
人工智能·机器人
PascalXie1 小时前
大规模机器人集群空地协同决策仿真指挥台 —— 项目总结报告
机器人
明志数科3 小时前
具身智能Ego数据集交付质量验收方法与检查要点
人工智能·机器人
星云API技术支持3 小时前
企业微信二次开发如何实现外部群机器人?从消息监听到自动回复完整思路
机器人·企业微信
Rocktech_ruixun3 小时前
机器人集群调度方案硬件如何选型?瑞迅科技RK3588/3576/3568分级方案解析
人工智能·嵌入式硬件·机器人·边缘计算
wuyk5555 小时前
3.ROS2 Humble 命令行操作详解【VMware Ubuntu22.04 实操】
物联网·机器学习·机器人
星云API技术支持18 小时前
企业微信二次开发:外部群机器人如何结合会话列表、群详情与消息事件做统一管理
机器人·企业微信
SCTF_XingTong19 小时前
机器人晶振选型避坑:三大场景清单
机器人·机器人晶振选型·机器人时钟方案
YFJ_mily19 小时前
9.24早鸟通道即将关闭|IMRA2026智能制造机器人自动化IEEE会议|往届EI稳定检索,设有学生专属投稿权益
人工智能·机器学习·机器人·自动化·智能制造·rdlink研发家·马鞍山会议