[发明专利]固定标定板的眼在手外标定方法和系统

说明书

本申请涉及一种固定标定板的眼在手外标定方法和系统，通过获取眼在手上工况下手眼标定的标定结果，其中，表示第一相机到机械臂末端的旋转平移矩阵；在第二相机固定于与地面固连的设备上，机械臂固定在适于标定双目系统的位姿的情况下，获取机械臂位姿和第二相机到第一相机的旋转平移矩阵；根据标定结果、机械臂位姿和第二相机到第一相机的旋转平移矩阵，获得眼在手外的标定结果，其中，表示第二相机到机械臂基座的旋转平移矩阵，即将一个眼在手外标定问题拆解为一个眼在手上标定问题与一个双目标定问题，减小了眼在手外标定结果的误差，提高了眼在手外标定结果的准确率。

技术领域

本申请涉及机器视觉技术领域，特别是涉及固定标定板的眼在手外标定方法和系统。

背景技术

在机器视觉领域，机械臂需要根据视觉系统给出的信号进行相应的路径规划等操作，而机械臂坐标系统与视觉坐标系统又为两个独立的模块，所以需要通过对机械臂进行手眼标定获取机械臂坐标系和相机坐标系的旋转平移矩阵；在相关技术中，手眼标定分为眼在手上和眼在手外，眼在手外的标定过程为相机固定在与地面固连的设备或支架上，在机械臂末端安装标定板，控制机械臂到达不同位姿后，相机拍摄不同位姿下的标定板图像，再通过手眼模型确定相机与机械臂基座的旋转平移矩阵，即可完成标定，但是由于标定板本身及其与机械臂末端间的连接件刚度不足，容易出现标定结果误差较大的情况。

目前针对相关技术中眼在手外的手眼标定，由于标定板本身及其与机械臂末端间的连接件刚度不足，导致标定结果误差较大的问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种固定标定板的眼在手外标定方法和系统，以至少解决相关技术中眼在手外的手眼标定，由于标定板本身及其与机械臂末端间的连接件刚度不足，导致标定结果误差较大的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种固定标定板的眼在手外标定方法，所述方法包括：

获取眼在手上工况下手眼标定的标定结果，其中，表示第一相机到机械臂末端的旋转平移矩阵；

在第二相机固定于与地面固连的设备上，机械臂固定在适于标定双目系统的位姿的情况下，获取机械臂位姿和所述第二相机到所述第一相机的旋转平移矩阵；

根据所述标定结果、所述机械臂位姿和所述第二相机到所述第一相机的旋转平移矩阵，获得眼在手外的标定结果，其中，表示第二相机到机械臂基座的旋转平移矩阵。

在其中一些实施例中，获取眼在手上工况下手眼标定的标定结果包括：

在眼在手上工况下，根据标定板图像和AX=YB模型，获取所述标定结果，其中，A表示标定板到第一相机的转换矩阵，X表示机械臂基座到标定板的转换矩阵，Y表示机械臂末端到第一相机的转换矩阵，B表示机械臂基座到机械臂末端的转换矩阵。

在其中一些实施例中，获取眼在手上工况下手眼标定的标定结果包括：

在眼在手上工况下，根据标定板图像和AX=XB模型，获取所述标定结果，其中，A表示两个位姿下，机械臂末端的转换矩阵，B表示两个位姿下，第一相机的转换矩阵，X表示机械臂末端到第一相机的转换矩阵。

在其中一些实施例中，获取所述第二相机到所述第一相机的旋转平移矩阵包括：

对所述第一相机和所述第二相机进行双目标定，获取所述第二相机到所述第一相机的旋转平移矩阵。

在其中一些实施例中，获取所述第二相机到所述第一相机的旋转平移矩阵包括：

分别对所述第一相机和所述第二相机进行外参标定，获得同一位置下的标定板分别与所述第一相机和所述第二相机的坐标系转换关系；

根据所述同一位置下的标定板分别与所述第一相机和所述第二相机的坐标系转换关系，获取所述第二相机到所述第一相机的旋转平移矩阵。