[发明专利]一种基于自然场景的机器人手眼标定方法

摘要

本发明公开了一种基于自然场景的机器人手眼标定方法，包括三个部分：首先，利用SFM解算定义在一个尺度因子基础上的相机外参数；然后，消除尺度因子，建立改进的手眼标定方程，引入矩阵直积理论参数化标定方程中的旋转矩阵和平移向量；最后，通过最小二乘方法同时求解手眼关系及机器人坐标系与世界坐标系方位关系。本发明的方法基于运动恢复结构算法（Structure From Motion,SFM）求解相机外参数，能够摆脱传统机器人手眼标定过程中对平面靶标的依赖，通过矩阵直积参数法求解消除尺度因子后的手眼标定方程，避免了尺度因子对标定方程求解精度的影响，扩展了手眼标定的应用范围。

主权项

1.一种基于自然场景的机器人手眼标定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过SFM算法进行自然场景重建，设定旋转误差阈值，利用自适应RANSAC算法对标定数据集Cⁿ中的相机外参数进行预筛选；S2、对手眼标定方程A(s)X＝YB作等价变换，消除标定方程中尺度因子s，利用矩阵直积法把手眼标定方程中矩阵的乘积表示为矩阵与向量的乘积，将S1中筛选出的满足误差阈值要求的相机外参数代入参数化的手眼标定方程，建立齐次线性方程组；S3、采用奇异值分解对S2中参数化的手眼标定方程进行求解，得到满足齐次线性方程的解向量值x，然后对其加入正交和单位约束得到正确的手眼关系X以及机器人坐标系与世界坐标系方位关系Y。