CN115625709B 一种手眼标定方法、装置和计算机设备 （深圳市凌云视迅科技有限责任公司）

司定程度上可以解决利用线性求解方法求解手眼体变换矩阵进行非线性迭代寻优的初始目标函用于将相机坐标系的坐标变换到机器人手臂末刚体变换矩阵作为初始值进行非线性迭代寻优2确定手眼视觉系统的手眼标定方程，所述手眼视觉系统包括相机与机器人手臂末端，对所述手眼标定方程进行线性求解，得到所述相机坐标系与所述机建立用于对所述初始刚体变换矩阵进行非线性迭代寻优的初标函数用于表征待求解刚体变换矩阵与待求解刚体变换矩阵误差之间的关标函数为所述初始目标函数以所述初始刚体变换矩阵作为初始值进行非线性迭代寻优得到；基于所述第一新目标函数确定第一优化刚体变换矩阵，并计算所述基于所述第一优化刚体变换矩阵对所述第一新目标函数包含的参基于所述第二新目标函数确定第二优化刚体变换矩阵，并计算所述当所述第一误差与所述第二误差之差值小于阈值、且迭代次数小于最大迭代次数时，3通过如下公式对所述第一新目标函数包含的参数建立相机坐标系、机器人手臂末端坐标系、机器人基座世界基准确定机器人手臂末端坐标系与机器人基座世界基准坐标系的获取机器人在多次运动下的姿态信息，基于所述姿态信息和所述从机器人控制面板中读取机器人手臂末端坐标系与机器人基座世界基准坐标系的刚对所述标准点云数据和所述实际点云数据进行配准，配准后得到所述将所述齐次手眼标定矩阵转换为旋转矩阵方程4将所述初始旋转矩阵代入所述平移向量方程中，并通过最小二乘法确定模块，用于确定手眼视觉系统的手眼标定方程，所述线性求解模块，用于对所述手眼标定方程进行线性求解初始目标函数建立模块，用于建立用于对所述初始刚非线性迭代寻优模块，用于利用新目标函数生成初始刚体变换矩8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器5末端坐标系与固定在机器人手臂末端上的相机坐标系之始目标函数用于表征待求解刚体变换矩阵与待求解刚体变换矩阵误新目标函数为所述初始目标函数以所述初始刚体变换矩阵作为初始值进行非线性迭代寻6。[0023]确定所述机器人手臂末端坐标系与机器人基座世界基准坐标系的刚体转换矩阵、[0026]从机器人控制面板中读取机器人手臂末端坐标系与机器人基座世界基准坐标系7[0031]在一些实施例中，所述初始刚体变换矩阵包括初始旋转矩阵方程和初始平移向寻优，最后将非线性迭代寻找到的全局最优的优化刚体变换矩阵作为目标刚体变换矩阵，8[0048]图4示出了本申请另一实施例确定相机坐标系与标定板坐标系的刚体转换矩阵的[0049]图5示出了本申请另一实施例对手眼标定方程进行线性求解得到初始刚体变换矩[0050]图6示出了利用新目标函数生成初始刚体变换矩阵对应的目标刚体变换矩阵的流系统和Eye_to_Hand系统。Eye_in_Hand系统的相机(或摄像机)安装在机器人手臂末端[0060]本申请的手眼标定方法是对Eye_in_Hand系统中机器人手臂末端坐标系与安装在机器人手臂末端的相机坐标系之间的刚体转换矩阵进行标定。通过标定好刚体转换矩阵，9[0064]图2示出了手眼视觉系统中各组成部分之间的位置及坐标坐标系CoordA、机器人基座世界基准坐标系CoordB、相机坐标系CoordC和标定板坐标系[0065]图3示出本申请另一实施例确定手眼视觉系统的手眼标定方程的流程示意图，如[0067]在步骤320中，确定机器人手臂末端坐标系与机器人基座世界基准坐标系的刚体转换矩阵标定板坐标系与相机坐标系的刚体转换矩阵标定板坐标系与机器人基座世界基准坐标系的刚体转换矩阵以及待标定的相机坐标系与机器人手臂末端坐标[0069]图4示出了本申请另一实施例确定相机坐标系与标定板坐标系的刚体转换矩阵的ICP(IterativeClosestPoint)算法是应用最广泛的3D点云配准算[0077]设待求的手眼关系即相机坐标系与机器人手臂末端坐标系的刚体转换矩阵为H:,根据多次运动下的姿态信息及恒定不变的标定板与机器人基座世界基准坐标系的转[0089]图5示出了本申请另一实施例对手眼标定方程进行线性求解得到初始刚体变换矩[0101]在步骤540中，将初始旋转矩阵代入平移向量方程中，并通过最小二乘法进行求[0105]在步骤130中，建立用于对初始刚体变换矩阵进行非线性迭代寻优的初始目标函kik)＝Axk_b0,λki＞0}标函数为初始目标函数以初始刚体变换矩阵作为初始值进行非线性迭代寻优得到。[0124]图6示出了利用新目标函数生成初始刚体变换矩阵对应的目标刚体变换矩阵的流X[0133]在步骤640中，基于第一优化刚体变换矩阵对第一新目标函数包含的参数进行更得的优化刚体变换矩阵所对应的误差之差小于阈值或迭代次数到达最大迭代次数的条件[0142]在一些实施例中，步骤140中的非线性迭代寻优方法，还可替换为Levenberg_初始刚体变换矩阵，然后再利用初始目标函数对初始刚体变换矩阵进行非线性迭代寻优，得到。[0159]从机器人控制面板中读取机器人手臂末端坐标系与机器人基座世界基准坐标系件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read_Only(ReRAM)、磁变存储器(MagnetoresistiveRandomAccessMemory，MRAM)、铁电存储器储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(StaticRandomAccessMemory，SRAM)或动态随机存取存储器(DynamicRandomAccessMemory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括