一种定位系统的外参标定方法、装置及相关设备制造方法及图纸

本申请公开了一种定位系统的外参标定方法，包括根据标定指令控制预设标定物按预设移动路径进行移动，同时控制Kinect对预设标定物进行追踪，获得基于Kinect坐标系的Kinect坐标信息集合，根据预设移动路径获取Kinect坐标信息集合中各坐标点在机器人base坐标系中的坐标信息，获得基于机器人base坐标系的base坐标信息集合，由此，根据坐标信息集合分别计算两坐标系下的增广矩阵，并基于两增广矩阵计算获得两坐标系之间的旋转矩阵，完成外参标定；该方法可在有效提高Kinect外参标定准确率的同时，提高标定效率。本申请还公开了一种定位系统的外参标定装置、设备及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。

A Method, Device and Related Equipment for External Reference Calibration of Positioning System

This application discloses an external parameter calibration method for a positioning system, which includes controlling the preset calibrator to move according to the preset moving path according to the calibration instruction and controlling the Kinect to track the preset calibrator, obtaining the Kinect coordinate information set based on the Kinect coordinate system, and obtaining the coordinate points in the Kinect coordinate information set in the robot base coordinate system according to the preset moving path. Based on the coordinate information, the base coordinate information set based on the base coordinate system of the robot is obtained, and then the augmented matrices in the two coordinate systems are calculated respectively according to the coordinate information set, and the rotation matrices between the two coordinate systems are calculated based on the augmented matrices to complete the external parameter calibration. This method can effectively improve the accuracy of Kinect external parameter calibration and improve the calibration efficiency. The application also discloses an external reference calibration device, equipment and computer readable storage medium of a positioning system, all of which have the above beneficial effects.

【技术实现步骤摘要】
一种定位系统的外参标定方法、装置及相关设备
本申请涉及机器人
，特别涉及一种定位系统的外参标定方法，还涉及一种定位系统的外参标定装置、设备以及计算机可读存储介质。
技术介绍
对于机器人来说，摄像头是机器人获取外部信息的重要设备，机器人如需要通过Kinect获得基于自身坐标系的外部信息的准确位置，就需要进行Kinect外参标定，即将Kinect坐标系下的坐标对应转换到机器人自身参考坐标系下的坐标。具体而言，Kinect的外参标定针对的是世界坐标系或机器人坐标系与Kinect坐标系之间的参数标定，其主要是通过计算两个坐标系之间的转换矩阵来实现两个坐标系的坐标转换。在ros系统中，Baxter机器人现有最常用的外参标定方法是通过人工获取Kinect坐标系的坐标及机器人base坐标系下对应点的坐标进行计算。首先通过Kinect的二维视频流人工获取较多的机器人手部坐标系对应位置的二维坐标，然后通过计算得出该二维点在Kinect坐标系下的Kinect坐标，再结合从ros系统中得到的对应点在机器人base坐标系下的坐标，由此，即可通过计算获得两个坐标系的转换矩阵，完成Kinect的外参标定。然而，由于以上技术方案需要过多的人工干预，导致在获取对应点坐标时误差增大，进而增加了标定误差，同时人工标定所需要花费的成本也更高；另外，在多Kinect标定过程中往往需要对多个摄像头进行标定，计算与发布过程极为繁琐且效率低下。因此，如何在有效提高Kinect外参标定准确率的同时，提高标定效率是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种定位系统的外参标定方法，该定位系统的外参标定方法可在有效提高Kinect外参标定准确率的同时，提高标定效率；本申请的另一目的是提供一种定位系统的外参标定装置、设备以及计算机可读存储介质，也具有上述有益效果。为解决上述技术问题，本申请提供了一种定位系统的外参标定方法，所述方法包括：当接收到标定指令时，根据所述标定指令控制预设标定物按照预设移动路径进行移动，并控制Kinect对所述预设标定物进行追踪，获得基于Kinect坐标系的Kinect坐标信息集合；根据所述预设移动路径获取所述Kinect坐标信息集合中各个坐标点在机器人base坐标系中的坐标信息，获得基于所述机器人base坐标系的base坐标信息集合；根据所述Kinect坐标信息集合计算Kinect增广矩阵，根据所述base坐标信息集合计算base增广矩阵；根据所述Kinect增广矩阵和所述base增广矩阵计算获得所述Kinect坐标系与所述机器人base坐标系的旋转矩阵，完成外参标定。优选的，所述根据所述标定指令控制预设标定物按照预设移动路径进行移动，包括：根据所述标定指令控制机器人手部携带所述预设标定物按照所述预设移动路径进行移动；其中，所述预设标定物的中心位于机器人手部坐标系的原点位置。优选的，所述控制Kinect对所述预设标定物进行追踪，获得基于Kinect坐标系的Kinect坐标信息集合，包括：控制所述Kinect按照预设时间间隔对所述预设标定物进行坐标记录，获得所述基于Kinect坐标系的Kinect坐标信息集合。优选的，所述定位系统的外参标定方法还包括：获取所述机器人base坐标系与所述机器人手部坐标系的第一旋转矩阵；根据所述第一旋转矩阵和所述旋转矩阵进行计算，获得所述Kinect坐标系与所述机器人手部坐标系的第二旋转矩阵。优选的，所述定位系统的外参标定方法还包括：获取预定数量个测试数据信息，并通过所述测试数据信息对所述旋转矩阵进行修正，获得修正后旋转矩阵。为解决上述技术问题，本申请还提供了一种定位系统的外参标定装置，所述装置包括：Kinect坐标信息集合获取模块，用于当接收到标定指令时，根据所述标定指令控制预设标定物按照预设移动路径进行移动，并控制Kinect对所述预设标定物进行追踪，获得基于Kinect坐标系的Kinect坐标信息集合；base坐标信息集合获取模块，用于根据所述预设移动路径获取所述Kinect坐标信息集合中各个坐标点在机器人base坐标系中的坐标信息，获得基于所述机器人base坐标系的base坐标信息集合；增广矩阵计算模块，用于根据所述Kinect坐标信息集合计算Kinect增广矩阵，根据所述base坐标信息集合计算base增广矩阵；旋转矩阵计算模块，用于根据所述Kinect增广矩阵和所述base增广矩阵计算获得所述Kinect坐标系与所述机器人base坐标系的旋转矩阵，完成外参标定。优选的，所述定位系统的外参标定装置还包括：第二旋转矩阵计算模块，用于获取所述机器人base坐标系与所述机器人手部坐标系的第一旋转矩阵；根据所述第一旋转矩阵和所述旋转矩阵进行计算，获得所述Kinect坐标系与所述机器人手部坐标系的第二旋转矩阵。优选的，所述定位系统的外参标定装置还包括：修正模块，用于获取预定数量个测试数据信息，并通过所述测试数据信息对所述旋转矩阵进行修正，获得修正后旋转矩阵。为解决上述技术问题，本申请还提供了一种定位系统的外参标定设备，所述设备包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述任意一种定位系统的外参标定方法的步骤。为解决上述技术问题，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一种定位系统的外参标定方法的步骤。本申请所提供的一种定位系统的外参标定方法，包括当接收到标定指令时，根据所述标定指令控制预设标定物按照预设移动路径进行移动，并控制Kinect对所述预设标定物进行追踪，获得基于Kinect坐标系的Kinect坐标信息集合；根据所述预设移动路径获取所述Kinect坐标信息集合中各个坐标点在机器人base坐标系中的坐标信息，获得基于所述机器人base坐标系的base坐标信息集合；根据所述Kinect坐标信息集合计算Kinect增广矩阵，根据所述base坐标信息集合计算base增广矩阵；根据所述Kinect增广矩阵和所述base增广矩阵计算获得所述Kinect坐标系与所述机器人base坐标系的旋转矩阵，完成外参标定。可见，本申请所提供的定位系统的外参标定方法，基于标定物追踪技术实现了Kinect外参标定，预先对预设标定物进行移动路径规划，当预设标定物按照预设移动路径移动时，控制Kinect对其进行路线追踪，由此，即可获得Kinect坐标系下各个路径坐标点的坐标信息集合，同时，基于预设移动路径获取到上述各路径坐标点在机器人base坐标系下对应点的坐标，由此，通过预先标定路线以及标定物追踪的方法获得了Kinect坐标系和机器人base坐标系下的坐标信息集合，且两集合中的坐标点一一对应，进一步，分别计算两坐标系下的增广矩阵，从而根据量增广矩阵计算获得两坐标系之间的旋转矩阵，完成Kinect的外参标定，该方法避免了人工干预，有效降低了对应点坐标获取过程中的误差，进而提高了Kinect外参标定的准确率；同时，由于无需人工干预，在降低工作成本的同时，也大大提高了标定效率。本申请所提供的一种定位系统的外参标定装置、设备以及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果，在此不再赘述。附图说本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定位系统的外参标定方法，其特征在于，所述方法包括：当接收到标定指令时，根据所述标定指令控制预设标定物按照预设移动路径进行移动，并控制Kinect对所述预设标定物进行追踪，获得基于Kinect坐标系的Kinect坐标信息集合；根据所述预设移动路径获取所述Kinect坐标信息集合中各个坐标点在机器人base坐标系中的坐标信息，获得基于所述机器人base坐标系的base坐标信息集合；根据所述Kinect坐标信息集合计算Kinect增广矩阵，根据所述base坐标信息集合计算base增广矩阵；根据所述Kinect增广矩阵和所述base增广矩阵计算获得所述Kinect坐标系与所述机器人base坐标系的旋转矩阵，完成外参标定。

【技术特征摘要】
1.一种定位系统的外参标定方法，其特征在于，所述方法包括：当接收到标定指令时，根据所述标定指令控制预设标定物按照预设移动路径进行移动，并控制Kinect对所述预设标定物进行追踪，获得基于Kinect坐标系的Kinect坐标信息集合；根据所述预设移动路径获取所述Kinect坐标信息集合中各个坐标点在机器人base坐标系中的坐标信息，获得基于所述机器人base坐标系的base坐标信息集合；根据所述Kinect坐标信息集合计算Kinect增广矩阵，根据所述base坐标信息集合计算base增广矩阵；根据所述Kinect增广矩阵和所述base增广矩阵计算获得所述Kinect坐标系与所述机器人base坐标系的旋转矩阵，完成外参标定。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述标定指令控制预设标定物按照预设移动路径进行移动，包括：根据所述标定指令控制机器人手部携带所述预设标定物按照所述预设移动路径进行移动；其中，所述预设标定物的中心位于机器人手部坐标系的原点位置。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制Kinect对所述预设标定物进行追踪，获得基于Kinect坐标系的Kinect坐标信息集合，包括：控制所述Kinect按照预设时间间隔对所述预设标定物进行坐标记录，获得所述基于Kinect坐标系的Kinect坐标信息集合。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：获取所述机器人base坐标系与所述机器人手部坐标系的第一旋转矩阵；根据所述第一旋转矩阵和所述旋转矩阵进行计算，获得所述Kinect坐标系与所述机器人手部坐标系的第二旋转矩阵。5.如权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：获取预定数量个测试数据信息，并通过所述测试数据信息对所述旋转矩阵进行修正，获得修正后旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文印，梁达勇，陈俊洪，周小静，叶子涵，张启翔，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44