Ubuntu18.04下UR5机械臂与kinect2（kinect for xbox ONE）相机的标定
一、本文运行环境
Ubuntu18.04
ROS melodic（安装Universal Robot，并且使用ur_robot_driver）
机械臂驱动包括：
melodic-devel的Universal Robot链接https://github.com/ros-industrial/universal_robot/tree/melodic-devel
ur_robot_driver的链接https://github.com/UniversalRobots/Universal_Robots_ROS_Driver
相机驱动包括：
libfreenect2, which is ubuntu下的kinect2相机驱动
iai_kinect2, which is a bridge between libfreenect2 and ROS
安装教程Ubuntu 18.04 安装iai_kinect2遇到的问题_wyf187的博客-CSDN博客
标定程序包括：
aruco_ros
easy_handeye
以及一些相关依赖
二、标定程序安装教程
1. 安装aruco_ros，下载地址https://github.com/pal-robotics/aruco_ros/tree/2.1.4
2. ****重要****
melodic下aruco_ros的版本选择tag里2.1.4的版本，最新的版本有bug会报错
如果你最后运行时显示错误为!isValid(): invalid marker. It is not possible to calculate extrinsics in function calculateExtrinsics，然后显示的是~/ur_ws/src/aruco_ros-2.1.4/aruco/src/aruco/marker.cpp报错，那么请把aruco的包删除，melodic用aruco 2.1.4的版本重新安装，noetic可能是3.03的版本.
3. 解压到~/工作空间/src/
4.catkin_make
5. 安装easy_handeye下载链接https://github.com/IFL_CAMP/easy_handeye
6. 解压到~/工作空间/src/
7. catkin_make
8. 安装vision_visp 下载链接https://github.com/lagadic/vision_visp/tree/melodic-devel
9. 解压到~/工作空间/src/
10. catkin_make
三、系统软件的安装
标定需要用到一些python的库和rqt，所以安装一下必备组件
1. sudo apt-get install python-pip
2. pip install pip确保自己pip是最新版本不然可能pip不了
3. pip install transforms3d
4. sudo apt-get install ros-melodic-moveit-commander有时候会报错没有moveit-commander，所以安装一下
5. pip install opencv-contrib-python 这个是python的opencv库，也是必要的，ros里可能自带了opencv但是python里不一定有
6. sudo apt-get install ros-melodic-rqt
sudo apt-get install ros-melodic-rqt-common-plugins
这两个都是用来更新rqt版本的，确保自己rqt能打开image view界面就行
运行roscore
新终端运行rosrun rqt_image_view rqt_image_view
显示
就是没问题
四、标定步骤
1. 打印aruco标签，网址https://chev.me/arucogen/，Dictionary选择Original ArUco，本文marker ID选取100，Markersize选取0.1m
2. 把打印好的标签贴在末端，这个位置是没有要求的，因为计算的时候选取的都是相对值。保证标签表面平整，连接牢固即可
3. 编写.launch文件
进入easy_handeye安装的根目录，找到/easy_handeye/launch，空白处右击终端打开
输入touch ur_calibrate.launch新建空白.launch文件
双击进入ur_calibrate.launch
我编写的.launch文件代码如下，供参考
把robot_ip改成你自己的，marker_size和marker_id改成你选用的，注意size的单位是米。我用的是ur_robot_driver
完了以后保存，cd ~/工作空间
catkin_make
source ~/工作空间/devel/setup.bash
为了方便起见，在主目录下ctrl+H显示隐藏文件，进入.bashrc，在最后一行添加
source /home/wyf/ur_ws/devel/setup.bash
省得每次都需要source
4. 打开ur5，连接至网络
运行roscore
运行roslaunch easy_handeye ur_calibrate.launch
完了以后等1秒钟左右，点击示教板上运行外部控制的程序ur5_externalcontrol
成功后应该弹出三个界面，缺一不可
打开新终端运行rqt
选择plugins->visualization->image view
底下选择/aruco_tracker/result
看到标定板的坐标出现表示没有问题
在rviz中把fixed frame改成base_link，应该可以在3d界面中看到关节和相机的位姿
5. 依次点击nextpose->plan->excute,观察到机械臂运行到为后，点击take sample
6.循环采集17个点后，点击compute
7. 如图，即可得到标定后的矩阵，可以用来计算相机坐标与机械臂坐标之间的转换啦！！！
其中translation代表平移，rotation代表姿态，用四元数表示，终端里也同时给出了其相对应的齐次矩阵。其中四元数旋转的物理意义可以看下面这个博文。用四元数表示旋转优点在于参数较少
四元数旋转的物理意义以及代码实现-偏应用向_hehedadaq的博客-CSDN博客_四元数物理意义