【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于空间定位，特别涉及一种机器人三维视觉系统手眼标定方法。
技术介绍
1、目前机器人在各行各业得到了广泛应用，在机器人基础上增加各种高级智能，是机器人具有自主能力的技术基础。赋予机器人视觉功能，如同给机器人增加眼睛，使机器人能够感知周围环境，并利用视觉获取的信息辅助完成特定任务，是机器人走向智能化的一个重要的里程碑。手眼标定是求解手眼矩阵，协调视觉系统和机器人系统之间配合的重要前提，其标定精度直接影响机器人的作业精度。
2、手眼标定一般都会得到形如ax＝xb的方程，其中x表示要求解的手眼矩阵，不同的手眼标定方法主要体现在求解x的过程的不同。经典的手眼标定算法，将手眼矩阵分为旋转分量和平移分量分别求解，被称为“两步法”，先求旋转分量，在此基础上再求平移分量，由此可以发现，求解旋转分量的误差会传递到平移分量中，造成较大的误差。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种机器人三维视觉系统手眼标定方法，比起现有的计算方法简单且有效。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种机器人三维视觉系统手眼标定方法，具体工作过程如下：
3、1.在机器人附近安装立体标靶，其中立体标靶上有编码标记点作为全局编码标记点，经过外部仪器精密检定，全局编码标记点的编码值和三维坐标已知；
4、2.保持立体标靶在场景中位置不变，机器人搭载3d传感器从不同的位置和姿态，对立体标靶上的编码标记点拍照，得到灰度图像和三维点云，经过图像提取和点云插值计算，得到编
5、3.以立体标靶相对于机器人参考位置不变作为约束,即结合前后两次机器人的位置和姿态，分别得到和进一步得到其中表示手眼矩阵，3d传感器安装固定后保持不变，所以有
6、4.方程经过变换，两端同时左乘和右乘得到即形如ax＝xb的手眼标定方程，x表示要求解的手眼矩阵，其中a、b都在过程中得到，为已知量；
7、5.将方程ax＝xb展开，得到两边矩阵相乘，对应项相等，得到
8、rarx＝rxrb (1)
9、ta＝rxtb-(ra-i)tx (2)
10、将式(1)具体展开，并取矩阵乘积第一行，得到
11、a11x11+a12x21+a13x31-x11b11-x12b21-x13b31＝0 (3)
12、a11x12+a12x22+a13x32-x11b12-x12b22-x13b32＝0 (4)
13、a11x13+a12x23+a13x33-x11b13-x12b23-x13b33＝0 (5)
14、其中
15、6.将式(3)(4)(5)改写成矩阵形式，得到
16、
17、进一步简写为
18、
19、其中x1＝[x11 x12 x13]t，x2＝[x21 x22 x23]t，x3＝[x31 x32 x33]t；
20、7.按上述方法将式(1)及式(2)所有行全部展开，得到
21、
22、其中c1＝[1-a11 -a12 -a13]，c2＝[-a21 1-a22 -a23]，c3＝[-a31 -a32 1-a33]；
23、8.由此手眼标定方程可简化为ax＝b形式，增加多个机器人拍照位置和姿态，并通过奇异值分解，可求得手眼矩阵，但由于计算过程中，不可避免有大量的矩阵求逆运算，造成精度损失，得到的手眼矩阵有较大误差，一般不能直接使用，需要进一步优化求解；
24、9.借助得到的手眼矩阵，可求得机器人参考位置相对立体标靶的转换矩阵由此得到变换链以和作为优化变量，以视野内所有的编码标记点pm作为数据，建立最小二乘优化方程
25、
26、10.以当前的手眼矩阵，以及机器人参考位置相对立体标靶的转换矩阵作为初始值，开始优化，最终求得手眼矩阵和转换矩阵的最优解。
27、进一步的，所述立体标靶为大理石方块。
28、本专利技术的有益效果是：
29、这种方法使用任意分布的编码标记点即可完成手眼标定，成本低，方法简单且易于理解，自动化程度高。此外，该方法分两步，先用解析法求得初始解，再运用非线性优化求解，因此标定精度高，完全满足工业要求。最后，标定结果中除了得到手眼矩阵外，还得到机器人参考位置和大理石方块之间的转换矩阵，可以适应多种安装方式的手眼标定，有更广泛的应用。
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1.一种机器人三维视觉系统手眼标定方法，其特征在于：具体工作过程如下：
2.根据权利要求1所述的一种机器人三维视觉系统手眼标定方法，其特征在于：所述立体标靶为大理石方块。
【技术特征摘要】
1.一种机器人三维视觉系统手眼标定方法，其特征在于：具体工作过程如下：
2.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：王浩田，张冬运，张一丁，卞大超，张敏，
申请(专利权)人：威海北硕检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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