相机标定、手眼标定

相机标定

A:相机是用小孔成像原理来采集图像,为了使物体成像更加清晰,就采用了透镜的方式。但是透镜本身在成像过程中会不可避免地引入径向畸变和切向畸变(径向畸变和切向畸变)。因此,为了使现实中的图像能真实地呈现在图片中,也为了之后机械臂的抓取,则需要对相机进行畸变校正。

最常用的相机标定的方法:张正友相机标定法(原理:利用棋盘格标定板每个角点像素坐标的相对关系以及在已知真实坐标相对关系的条件下计算出来的。在OpenCV中已经有了对应的库【os:标的相对关系以及在已知真实坐标相对关系的条件下计算出来的。】

相机标定的合格指标:x轴方向、y轴方向、远近以及旋转角度。


世界坐标系是为了更好的描述相机的空间位置;

原点的选择(在双目相机中)=其中一个相机的中心 or 两个相机的中心

///视觉机械臂标定中,原点=机械臂底座的中心


世界坐标和相机坐标的变换过程属于刚体变换:即物体不会发生形变,只是进行了平移和旋转的变换。

从相机坐标系到图像坐标系的变换,是从3D向2D的转换,主要思想就是相似三角形原理

R:旋转矩阵        T:偏移向量        ————R、T被称为外参


手眼标定

因为一个物体与相机的相对位置关系和这个物体与机械臂之间的关系是不一样的,所以在相机确定了物体的位置之后,还要把此时的位置转换成相对于机械臂的位置,这样机械臂才能进行抓取。

这个位置转换需要一个矩阵,这个矩阵就是由手眼标定得出的。手眼标定的核心公式只有一个,AX=XB,这里的X就是指手(机械臂末端)与眼(摄像头)之间的坐标转换关系。

相机和机械臂的两种结合方式:一种是眼在手上(Eye-In-Hand),一种是眼在手外(Eye-To-Hand),所以手眼标定也分两种。

眼在手上:待定

眼在手外:待定


手眼标定步骤:

机械臂正常输出机械臂末端姿态,搭载相机————通过相机对物体进行位姿检测,输出参数————输出机械臂末端的位置参数————(重复:采集采物体位姿+输出机械臂末端位置参数)————将采集的有效参数放入代码中进行计算————输出手眼转换矩阵

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