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
feasibility.24 分钟前
当“给机器人指路“成为一门数据工程学——SimpleNav 拆解:导航大模型的标准化之争
ai·机器人·无人机·导航·具身智能·vla·vln
qq_508576095 小时前
人性机器人部分 算法
算法·机器人
qq_508576096 小时前
机器人算法测试流程
机器人
小饕6 小时前
RK3588 NPU 跑大模型实测:rknn-llm 解码 25.9 tok/s,是 llama.cpp 的 4 倍!附三天完整踩坑记录
人工智能·机器人·llama
DogDaoDao17 小时前
SimToolReal 解读:用“物体中心“视角重新定义灵巧工具操作
人工智能·机器人·github·关键点·人形机器人·gpt-4o·simtoolreal
鲁邦通物联网18 小时前
开发者实录:支持项目快速交付的非侵入式机器人梯控架构设计与实测
机器人·机器人梯控·agv梯控·非侵入式采集·机器人乘梯·机器人自主乘梯
大唐荣华19 小时前
机器人/智能驾驶/域控 芯片&体系高频缩写大全
机器人·芯片·具身
workflower20 小时前
人形机器人安全伦理标准
人工智能·安全·机器学习·机器人·无人机
大江东去浪淘尽千古风流人物21 小时前
【Patch Policy】稠密视觉表示驱动的轻量级机器人策略深度解析
机器人·transformer·具身智能·机器人学习·视觉表示·patch policy
视觉工程师07061 天前
工业相机选择CCD 还是 CMOS
数码相机·视觉检测