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
向上的车轮1 小时前
哪些细分场景的家用机器人会率先落地?
机器人
oBxkQwKTLam2 小时前
探索基于LS-DYNA的弹体斜侵彻冲击起爆炸药模拟:从SALE方法到举一反三
机器人
硅谷秋水10 小时前
具身智能中的生成多智体协作:系统性综述
人工智能·深度学习·机器学习·语言模型·机器人
菜鸟小芯10 小时前
DAY4 基于 OpenClaw + 飞书开放平台实现 AI 新闻推送机器人
人工智能·机器人·飞书
向上的车轮10 小时前
机器人未来会发展出自我意识吗?
人工智能·机器人
人机与认知实验室11 小时前
春晚人形机器人的未来发展趋势:态势感知与势态知感
机器人
工业HMI实战笔记11 小时前
工业机器人HMI:协作机器人的人机交互界面
人工智能·ui·性能优化·机器人·自动化·人机交互·交互
feasibility.11 小时前
用memU bot做飞书ai办公机器人(含本地ollama模型接入+可视化图表mcp)
人工智能·科技·机器人·飞书·工具·agi·mcp
正宗咸豆花1 天前
物理AI革命:当算法走出屏幕,制造业如何被重新定义
人工智能·机器人·开源
OBS插件网1 天前
OBS直播如何给人脸加口罩特效?OBS口罩特效插件下载安装教程
人工智能·数码相机·语音识别·产品经理