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
雨辰AI8 小时前
RAG 知识库搭建:基于人大金仓构建信创运维问答机器人|全栈国产化落地完整版
运维·ai·机器人·ai编程
一次旅行10 小时前
2026.08.16 AI产业深度解读|国产大模型全面突围,算力硬件/智能安全/人形机器人四大趋势附落地方案
人工智能·安全·机器人
一知半解仙14 小时前
大国博弈与机器人纪元:我们正站在怎样的历史拐点?
大数据·人工智能·机器人
小赵AI手记15 小时前
技术拆解(十七)具身智能:机器人动作生成为何走向Diffusion Policy?
人工智能·笔记·python·机器人
LitchiCheng15 小时前
还在改xml调相机?MuJoCo交互式可视化调整相机安装位置
xml·数码相机
workflower19 小时前
智能无人机成低空经济核心赛道
运维·人工智能·机器学习·机器人·云计算·无人机
IT小盘19 小时前
23-Agent和普通聊天机器人有什么区别
机器人
_张一凡20 小时前
【论文解读】VLN-R1:让大视觉语言模型直接吃第一人称视频走出连续动作,用 GRPO 强化微调和时间衰减奖励把“导航“做成 LVLM 的可验证后训练任务
机器人·具身智能·vla·世界模型
M-Robots echo1 天前
轻量化裁剪方案解析:M-Robots 模块化构建,适配高低端各类机器人硬件平台
java·机器人·ros·开源社区·atomgit·m-robots
tianxuanjg1 天前
0.005mm 高精度 CNC 加工:机器人薄壁复杂零件变形控制与全维度品控方案
经验分享·机器人·无人机·制造·材质