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
线束线缆组件品替网3 小时前
服务器和交换机链路:Amphenol ICC 电缆组件实用解析
数码相机·电脑·硬件工程·材料工程·智能电视
donotdothat6 小时前
关于配置ORB-SLAM3
机器人
国科安芯10 小时前
商业卫星光电载荷控制系统中MCU抗辐照性能评估方法研究
单片机·嵌入式硬件·数码相机·性能优化·架构·risc-v
阿加犀智能11 小时前
重构开发范式?犀牛派 X1 的隐藏实力全解锁
机器人·ai芯片·qcs8550
机器人行业研究员12 小时前
从“看得见”到“摸得着”:六维力/力矩传感器如何成为机器人进化的关键门槛
机器人
jinglong.zha12 小时前
Otto Robot机器人从入门到精通实战教程(二)
人工智能·机器人·ai编程·tuya·tuyaai·otto·otto机器人
汽车仪器仪表相关领域12 小时前
ZRT-II 机器人减速器性能测试系统
功能测试·测试工具·安全·机器人·压力测试·可用性测试
汽车仪器仪表相关领域12 小时前
ZRT-III 机器人减速器出厂检测平台
人工智能·功能测试·安全·机器人·压力测试·可用性测试
苏州知芯传感12 小时前
柔性抓取的“慧眼”:MEMS 3D视觉如何让机器人精准识别无序堆叠的复杂钣金件?
算法·3d·机器人·mems
沫儿笙12 小时前
Kasawaki川崎焊接机器人弧焊气体节约设备
人工智能·机器人