CN116038720B 一种基于点云配准的手眼标定方法、装置及设备 （广东工业大学）

US2018089831A1,2018.03.29US2020238525A1,2020.WO2022160787A1,2022.08本申请公开了一种基于点云配准的手眼标2采用三维扫描系统对棋盘格标定板进行扫描，并获取多根据所述机械臂变换矩阵对多组所述三维相机坐标和所述二维像素坐标进行点云配矩阵分别将其他组所述三维相机坐标和所述二维像素坐标与所述基准组坐标进行点云配将所述二维像素配准坐标与所述基准组坐标中的所述二基于所述初始手眼变换矩阵，采用LM算法对依据所述配其中，为所述三维相机坐标，为第一组二维像素坐标数据和棋盘格标定板的n个角点，表示基准组坐标中棋盘格标定板角点的三维相机第i组棋盘格标定板角点的三维相机坐标在基准下的二维像素坐标，为配准误基于将所述初始手眼变换矩阵从李群空间转换至李代数空间的操作对所述代价函数以所述初始手眼变换矩阵为初始值，采用LM算法对所述转换代价函数进行迭代操作，获取多组棋盘格标定板相对于相机坐标系的第一变换矩阵和机械臂末端相对于机械根据所述第一变换矩阵和所述第二变换矩阵计算所述相机坐标系相对于所述机械臂3一变换矩阵和所述第二变换矩阵计算所述相机坐标系相对于所述机械臂基座坐标系的初采用四元数算法求解所述手眼标定方程组，得到所述相信息获取单元，用于采用三维扫描系统对棋矩阵分别将其他组所述三维相机坐标和所述二维像素坐标与所述基准组坐标进行点云配将所述二维像素配准坐标与所述基准组坐标中的所述二迭代标定单元，用于基于所述初始手眼变换矩阵，采用LM算其中，为所述三维相机坐标，为第一组二维像素坐标数据和棋盘格标定板的n个角点，表示基准组坐标中棋盘格标定板角点的三维相机第i组棋盘格标定板角点的三维相机坐标在基准下的二维像素坐标，为配准误4优化标定子单元，用于以所述初始手眼变换矩阵为初始值，矩阵获取子单元，用于获取多组棋盘格标定板相对于相矩阵计算子单元，用于根据所述第一变换矩阵和所述所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1_3任一项所述的基于点云5[0001]本申请涉及机器人视觉技术领域，尤其涉及一种基于点云配准的手眼标定方法、[0008]根据所述机械臂变换矩阵对多组所述三维相机坐标和所述二维像素坐标进行点[0011]获取多组棋盘格标定板相对于相机坐标系的第一变换矩阵和机械臂末端相对于[0012]根据所述第一变换矩阵和所述第二变换矩阵计算所述相机坐标系相对于所述机6变换矩阵分别将其他组所述三维相机坐标和所述二维像素坐标与所述基准组坐标进行点[0021]基于将所述初始手眼变换矩阵从李群空间转换至李代数空间的操作对所述代价变换矩阵分别将其他组所述三维相机坐标和所述二维像素坐标与所述基准组坐标进行点7[0040]所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面所述的基于点云配准于机械臂基座坐标系的初始手眼变换矩阵；采用三维扫描系统对棋盘格标定板进行扫描，[0044]图1为本申请实施例提供的一种基于点云配准的手眼标定方法的一个流程示意[0045]图2为本申请实施例提供的一种基于点云配准的手眼标定方法的另一个流程示意8[0051]初始手眼变换矩阵X"可以通过现有的A=XB的标定公式计算得到，具体过程[0055]步骤103、根据机械臂变换矩阵对多组三维相机坐标和二维像素坐标进行点云配[0056]本实施例中对点云数据进行配准的目的是确保后续优化求解过程中使用的相关9[0062]步骤201、获取多组棋盘格标定板相对于相机坐标系的第一变换矩阵和机械臂末[0063]步骤202、根据第一变换矩阵和第二变换矩阵计算相机坐标系相对于机械臂基座着，根据棋盘格标定与机械臂末端的变换关系固定不变可以根据第一变换矩阵A和第二变换矩阵B构建手眼标定方程组；最后采用四元数算法对手眼标[0068]初始手眼变换矩阵的实质就是相机坐标系相对于机械臂基座坐;[0073]求解得到相机坐标系相对于机械臂基座坐标系的;;;[0103]由于机械臂绝对定位精度低，且棋盘格标定板相对于相机坐标系的变换矩阵A解[0107]若表示基准组坐标中棋盘格标定板角点的三维相机坐标从相机坐标系映射[0109]步骤207、基于将初始手眼变换矩阵从李群空间转换至李代数空间的操作对代价;[0112]考虑到以上代价函数中的手眼变换矩阵X中的旋转矩阵R在迭代优化过程中需要;[0119]本实施例基于代价函数优化的方法考虑到了机械臂绝对定位精度对求解变换矩[0121]矩阵获取单元301，用于获取相机坐标系相对于机械臂基座坐标系的初始手眼变[0123]点云配准单元303，用于根据机械臂变换矩阵对多组三维相机坐标和二维像素坐[0135]本申请还提供了一种基于点云配准的手眼标定设备，设备包括处理器以及存储[0137]处理器用于根据程序代码中的指令执行上述方法实施例中的基于点云配准的手[0141]所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售