一种基于3D靶标的测量相机坐标系计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于3D靶标的测量相机坐标系计算方法，利用3D合作靶标，采用P3P原理建立相机与被测靶标之间的转换关系，并通过靶标与相机安装基准坐标系的转换解算出相机坐标系与安装基准坐标系之间的关系，该方法结果稳定可靠，测量精度较高，对测量相机的检测具有指导意义。有指导意义。有指导意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于3D靶标的测量相机坐标系计算方法


[0001]本专利技术属于测量相机的外参标定
，具体涉及一种基于3D靶标的测量相机坐标系计算方法。

技术介绍

[0002]空间站机械臂手眼相机为机械臂提供目标图像、位置、姿态等信息，用于引导机械臂进行舱外爬行、货物捕获、搬运等工作，其性能直接决定了机械臂任务能否顺利进行。手眼相机采用hand-in-eye方式，相机安装在机械臂末端，随着机械臂运动，想要知道目标位置、姿态在机械臂坐标系下的表示，需要先知道相机坐标系的位置。
[0003]手眼关系的测算称为手眼标定，它是机器人手眼视觉的核心问题，手眼标定精度也是决定手眼视觉系统精度的关键因素。对于针孔成像模型相机，相机坐标系原点为光学系统的投影中心，为一虚拟位置，无法用一般的测量方法引出到安装坐标系。如果采用常用的手眼标定方法，如shiu，tsai等，需要将机械臂的移动作为手眼标定计算过程的真值，在实际操作过程中机械臂运动精度无法保证。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种基于3D靶标的测量相机坐标系计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于3D靶标的测量相机坐标系计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、建立三维立体靶标：靶标中心设为O
w
，过靶标中心O
w
的平面上设置B
w
、C
w
两点，且三点位于同一直线，B
w
、C
w
两点与O
w
的距离相等；圆柱垂直O
w
、B
w
、C
w
所在平面，底面圆心与O
w
重合，顶面圆心设为A
w
，则A
w
、B
w
、C
w
三点形成一个等腰三角形，该等腰三角形的腰A
w
B
w
和A
w
C
w
的长度设为b，底边B
w
C
w
的长度设为a；步骤2、建立靶标坐标系、摄像机坐标系、摄像机的图像物理坐标系以及图像像素坐标系：以O
w
为中心，O
w
X
w
Y
w
Z
w
设为靶标坐标系，其中B
w
C
w
为X
w
轴，X
w
Y
w
平面平行于靶标平面，Z
w
轴与靶标上的O
w
A
w
重合；以摄像机光学系统光心O
c
为原点的坐标系O
c
X
c
Y
c
Z
c
是摄像机坐标系；以图像中心O为原点的OXY为图像物理坐标系；以图像左上角O1为原点的O1UV是图像像素坐标系，图像中心O在该坐标系下的坐标设为(u0,v0)；X
c
Y
c
平面平行于XY平面，Z
c
轴穿过图像中心O；根据针孔模型，靶标坐标系下的A
w
、B
w
、C
w
三点被投影到图像坐标系下的A、B、C，最后在光心O
c
处重合；O
c
A
w
、O
c
B
w
、O
c
C
w
分别长x、y、z，它们之间的夹角分别设为α、β、γ；步骤3、摄像机拍摄靶标照片后，通过拍摄的图像计算出A、B、C三点在图像像素坐标系下的坐标；步骤4、依据相似三角...

【专利技术属性】
技术研发人员：任宏，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：