一、手眼标定的用途
在实际的自动化工业生产中,我们常需要机械手和相机配合实现物料定位、摆正等操作过程,手眼标定的目标就是实现相机坐标系和机械手坐标系的空间映射,通俗的讲相机相当于眼睛,机械手相当于手,眼睛看到的地方机械手能够走到,在此过程中我们运用一种常见的二维标定方法9点法实现手眼标定。
简单介绍标定过程中的一些概念::
像素坐标系:像素在图像中的位置,一般坐标原点是图像的左上角,单位是像素。
相机坐标系:相机坐标系中相机中心是坐标系原点,垂直对应图像的正中心,单位是毫米。
机械手坐标系:相对于机械手基座而言,坐标也就是机械手末端法兰相对于基座的坐标,根据实际应用会建立工具坐标系,无论是哪种都是相对于基座而言。
定位过程:是根据特征点的像素坐标系仿射到机械手坐标系中,机械手能够在物料一致位置进行吸放料。
摆动过程:机械手吸取物料位置不一定,但是每次都能准确摆进目标位置,可以看做治具固定不动,物料上料上料过程中位姿不确定,但是能吸取物料准确摆入治具中。
二、空间放射变换介绍
空间的放射变换简单的介绍为一个空间坐标映射到另一个空间中,两个空间中的点有一一对应的关系,二维空间可以理解两个平面间的坐标关系。常见的映射关系主要有三种,平移、旋转、缩放。主要就是旋转问题,一定要记住是相对于基坐标系旋转,而不是相对自身工具坐标系而言,对于旋转平移矩阵,是先旋转再平移。仿射变换,又称仿射映射,是指在几何中,一个向量空间进行一次线性变换并接上一个平移,变换为另一个向量空间。仿射变换能够保持图像的“平直性”,包括旋转,缩放,平移,错切操作。一般而言,仿射变换矩阵为2*3的矩阵,第三列的元素起着平移的作用,前面两列的数字对角线上是缩放,其余为旋转或者错切的作用。
具体表达式为:

文章介绍了手眼标定在工业自动化中的作用,包括通过9点法进行二维标定以实现相机和机械手坐标系的映射。解释了像素坐标系、相机坐标系和机械手坐标系的概念,以及定位和摆动过程。还探讨了空间放射变换,特别是仿射变换在坐标转换中的应用,并举例说明了Halcon中的相关操作。此外,文章提到了手眼标定的两种类型:眼在手上和眼在手外,以及标定的目的,如分辨率计算和坐标转换。
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