什么是机器人手眼标定.docx

基于视觉的机械臂导航，通俗来讲就是采用视觉信息辅助机器人完成后续的控制功能。视觉与机械臂的结合离不开“手眼标定”，那么什么是手眼标定？又如何进行手眼标定？?

2

什么是手眼标定？

手眼标定源自机械臂上的相机标定，相机被固定安装在机械臂的末端，求解相机相对于机械臂的相对位置和姿态。抽象化表述就是两个传感器被固定在同一个刚体上，两个传感器可以各自观测自身运动的相对位置和姿态，求解两个传感器之间的相对位置和姿态。

Base表示机械臂的底座（可以认为是世界坐标系），End表示机械臂的末端，Camera表示摄像头，Object表示标定板

3

为什么要手眼标定？

因为一个物体与相机的相对位置关系和这个物体与机械臂之间的关系是不一样的，所以在相机确定了物体的位置之后，还要把此时的位置转换成相对于机械臂的位置，这样机械臂才能进行抓取。

这个问题可以用一个数学模型来表示为AX=XB的形式，其中A代表手的位置和姿态，X代表未知的变换矩阵，B代表视觉系统的位置和姿态。手眼标定的目标是求解X，从而确定手和眼之间的相对关系。

视觉机械臂的相机和机械臂有两种结合方式，一种是眼在手上（Eye-In-Hand），一种是眼在手外（Eye-To-Hand），所以手眼标定也分两种。

Eye-In-Hand：相机安装在机械手上，随着机械手一起移动，较为常用。

此时要求取的是，End到Camera之间的坐标转换关系，也就是。这种情况下，有两个变量是不变的：

摄像头与机械臂末端之间的坐标转换关系不变，也就是说，始终不变；

标定板与机械臂底座之间的坐标转换关系不变，也就是说，也是不变的。

把按照前后两次运动展开，有

记

就得到了AX=XB。

Eye-To-Hand：摄像头被安装在一个固定不动的位置，而标定板被拿在机械臂手上。

手眼标定步骤：

1.数据采集：首先收集一系列数据，包括机器人手的位置和姿态以及视觉系统的位置和姿态。这些数据通常通过运动控制和视觉传感器来获取。

2.标定物体选择：为了确保标定的准确性，通常需要选择适当的标定物体，如棋盘格、对称圆或非对称圆等。这些标定物体在图像中容易识别，并且具有已知的尺寸和几何特征。

3.通过机械臂上面的相机，对待测物体进行位姿检测，并且输出参数。

4.输出机械臂末端的位置参数。

5.重复4、5步骤，采集十组以上有效参数。

6.将采集的有效参数放入代码中进行计算。

7.输出手眼转换矩阵。