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
Rocktech_ruixun1 小时前
智慧餐饮新机遇:全场景无人化升级,破解餐饮业降本增效难题
人工智能·嵌入式硬件·ai·机器人
牛肉在哪里17 小时前
ros2 从零开始27 编写广播C++
开发语言·c++·机器人
椰椰气泡19 小时前
CCD照片导出后模糊怎么办?AI清晰度修复实测教程
图像处理·人工智能·数码相机
winxp-pic19 小时前
OpenVLA 技术综述
人工智能·机器人·openvla
田里的水稻19 小时前
OE_永久配置网络_linux系统终端命令行ip_setting
人工智能·网络协议·机器人·运维开发
天天讯通20 小时前
机器人外呼行业适用性分析
人工智能·机器人
沫儿笙20 小时前
安川焊接机器人保护气智能节气阀
机器人
J_Xiong011720 小时前
【WAM篇】18:LV-P(Large Video Planner)——把“视频“当作机器人的母语,14B 大基座如何用扩散强迫想象未来
机器人·wam
InHand云飞小白1 天前
智能制造中的5G工业路由器应用实践:从痛点到方案
5g·机器人·智能路由器·制造·工业路由器·工业物联网·5g路由器
J_Xiong01171 天前
【WAM篇】19:Dream2Flow——用现成视频模型“做梦“,把 3D 物体流变成开放世界的机器人指令
机器人·wam