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3D机器视觉及手眼标定

小白学视觉  · 公众号  ·  · 2025-06-03 19:00

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管理界面如下图所示,其中红色框中的绿色网口代表连接正常的网口。

如果路由器已经设置好了,当忘记了设置的网段,无法进入路由管理界面,又不想把路由器恢复为出厂设置重新设置,可以通过如下图所示的网络连接详细信息查看默认网关。

此时打开机器人示教器,查看机器人的IP,如下图所示(以UR 机器人为例):

可以看到机器人的IP 在3 网段,那就通过路由器将相机、工控机、机器人统一设置在3 网段下(如果机器人的IP 可以修改,也可以把机器人的IP 改为其它网段下,灵活操作即可)

在路由器管理界面,打开左侧工具栏的基本设置里面的LAN 设置,在手动模式下设置IP 地址,例如设置3 网段,输入为192.168.3.1,子网掩码默认为255.255.255.0,点击设置,即可设置成功。如下图所示:

同样要设置工控机的IP 地址在3 网段下,依次点击如下图所示,即可将工控机设置在3 网段下(其中192.168.3.110 中的110 为任意值,从0-255 之间取值,只要不是和机器人IP 重复的即可)。


4、机器人的手眼标定

要实现由图像目标点到实际物体上抓取点之间的坐标转换,就必须拥有准确的相机内外参信息。其中内参是相机内部的基本参数,包括 镜头焦距、畸变 等。一般相机出厂时内参已标定完成,保存在相机内部。

相机外参表示的是机器人与相机之间的位姿转换关系(即手眼关系,因此相机外参的标定称之为机器人手眼标定)。机器人与相机在不同的使用场景下其相对位姿不固定,需要在工作现场进行标定才能获得相机与机器人之间的手眼关系。


由于机器人手眼标定会使用相机的内参,所以具有准确的内参是标定外参的前提。


机器人手眼标定的分类方式各不相同,根据相机相对于机器人的安装方式,将手眼标定分为两种: 机器人手眼标定MATLAB及C++实现(二十九)

1. 相机独立于机器人固定在支架上,称为ETH(Eye to hand) 方式。

2. 相机固定于机器人末端法兰上,称为EIH(Eye in hand) 方式。

同时,可使用 多个随机标定板位姿 TCP 尖点触碰的方法 添加标定点。两者的主要区别在于:

1. 多个随机标定板位姿:使用软件自动生成的轨迹点或手动添加的多个位姿,在每个位姿拍照并识别标定板角点,建立标定板、相机及机器人三者间的关系,其过程简单,标定精度高。

2. TCP 尖点触碰:利用三点法确定标定板位姿后,建立标定板、相机及机器人三者间的关系。适用于机器人活动空间局促、无法使用上位机来控制和标定板无法安装等情况。

分类方式如下图所示。

4.1 ETH 标定基本原理

机器人末端通过法兰连接已知尺寸的标定板,可以得到标定板(calibration grid)上的每个标志点相对于机器人基坐标Base 的坐标A;通过相机拍照获得标定板上每个圆点的图像,可以得到相机光心相对于标定板上每个标志点的坐标B;相机光心和机器人基坐标(Base)之间的位姿关系X 为待求量。A、B 和X构成闭环,形成等式,可以在等式中求解未知数X。通过移动机器人,变换标定板相对于相机的位姿,可以得到多组等式,对这些等式的值进行拟合优化计算,最终得到最优的X 的值。位姿关系如下图所示。

当使用TCP 触碰法标定时,标定板放置在工作平面,机器人末端加装已知TCP 的尖点,触碰标定板圆点,其原理如下图所示,其中A、B 已知,求解X 的值。







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