3D成像機器視覺基礎(chǔ)知識（六）手眼標定的兩種方式

正文

機器人視覺應(yīng)用中笑窜，手眼標定是一個非常基礎(chǔ)且關(guān)鍵的問題登疗。簡單來說手眼標定的目的就是獲取機器人坐標系和相機坐標系的關(guān)系排截，最

后將視覺識別的結(jié)果轉(zhuǎn)移到機器人坐標系下。

手眼標定行業(yè)內(nèi)分為兩種形式辐益，根據(jù)相機固定的地方不同断傲，如果相機和機器人末端固定在一起，就稱之為“眼在手”（eye in 

hand）荷腊，如果相機固定在機器人外面的底座上艳悔，則稱之為“眼在外”（eye to hand）。

 

在eye in hand關(guān)系下女仰，兩次運動猜年，機器人底座和標定板的關(guān)系始終不變。求解的量為相機和機器人末端坐標系的位姿關(guān)系疾忍。

 

在eye to hand關(guān)系下乔外，兩次運動，機器人末端和標定板的位姿關(guān)系始終不變一罩。求解的量為相機和機器人底座坐標系之間的位姿關(guān)系杨幼。

 

然后通過求解A*X=X*B方程問題得出X即為手眼標定矩陣。

關(guān)于A*X=X*B方程問題的求解方法很多。網(wǎng)上可以找到針對這個問題的研究結(jié)論和計算方法差购。同時四瘫，Halcon，OpenCV和matlab都給

出了計算方法欲逃。

一般用“兩步法”求解基本方程找蜜，即先從基本方程上式求解出旋轉(zhuǎn)部分，再代入求解出平移部分稳析。是經(jīng)典手眼標定問題中的TSAI-

LENZ 文獻方法洗做。在TSAI文獻中引入旋轉(zhuǎn)軸-旋轉(zhuǎn)角系統(tǒng)來描述旋轉(zhuǎn)運動來進行求解該方程組，其計算步驟歸納如下：

1. 利用羅德里格斯變換將旋轉(zhuǎn)矩陣轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)向量

2. 向量歸一化

3. 修正的羅德里格斯參數(shù)表示姿態(tài)變化

4. 計算初始旋轉(zhuǎn)向量

5. 計算旋轉(zhuǎn)向量

6. 計算旋轉(zhuǎn)矩陣

7. 計算平移向量

此外關(guān)于手眼標定彰居，還有平面九點法和三點法等其他方法诚纸。需要根據(jù)實際情況使用。比如利用RGB相機或者是機器人只進行平面抓

取陈惰，又稱為固定姿態(tài)抓取畦徘，問題可以簡化為平面RGB圖像的目標像素點集A（x1，y1）與機器人在平面（X1抬闯，Y1）的點對關(guān)系旧烧。此時

可以利用平面九點法做手眼標定。