Halcon 相机标定、手眼标定及机器人位姿矩阵的求解

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1.相机内外参标定

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标定目的：为了获得相机的内参（焦距、畸变系数等）和外参（从世界坐标系转换到摄像机坐标系的旋转矩阵和平移矩阵）
标定步骤：
（1）相机固定，在放置物体的平面上放置halcon标定板；
（2）拍摄标定板图像，拍摄要求如下图所示：

（3）拍摄完毕后，打开halcon相机标定助手：

（4）将第二步拍摄到的标定板图像输入，进行标定。

（5）点击标定，内外参即可标定完毕。

2.眼在手外的手眼标定

眼在手外，是指摄像机（眼）和机械手（手）分离，眼的位置相对于手是固定的，如下图所示：

手眼标定的目的：为了获得相机camera相对于机器人基坐标base的位姿矩阵
手眼标定的原理：https://blog.csdn.net/xiaoluoshan/article/details/99827717；
手眼标定的步骤:
（1）相机固定，机器人基坐标固定，标定板固定安装在机器人的末端工具上；
（2）控制机器人移动标定板的位置，使标定板图像在相机的视野中，然后拍摄标定板并记录当前机器人末端的位置，拍摄要求同上面的内外参标定一样；
（3）参照halcon中眼在手外的手眼标定例程，进行手眼标定，获取相机cam相对于机器人基坐标base的位姿矩阵（Hcaminbase），详细步骤及原理参照：
http://www.skcircle.com/?id=1181；

3.计算机器人末端抓手抓取物体时的位姿矩阵

通过手眼标定，可以得到相机camera相对于机器人基坐标base的位姿矩阵（Hcaminbase）；通过图像处理和相机标定，可以得到物体object相对于相机camera的位姿矩阵（Hobjincam）；因此，可以得到物体object相对于机器人基坐标base的位姿矩阵（Hobjinbase）：

记：末端抓手tool相对于机器人末端end的位姿矩阵为Htoolinend（未知，待求量），末端抓手tool相对于物体object的位姿矩阵为Htoolinobj（已知，通过控制机器人将抓手放置于物体上即可），此时机器人末端end相对于机器人基坐标base的位姿矩阵为Hendinbase（已知，从上位机界面读取），因此可以得到：

当相机拍摄物体后，抓手抓取物体时机器人末端的位姿矩阵Hendinbase：

将计算出来的机器人末端的位姿矩阵Hendinbase发送给机器人，即可到达抓手抓取物体时的位置和姿态，进而对物体实现抓取等动作。