基于Sylvester方程变形的荔枝采摘机器人手眼标定方法

• 作者: 叶敏 司徒伟明 王成琳 罗少锋 罗陆锋 莫宇达 邹湘军
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 机器人 标定 视觉 荔枝 采摘 立体
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 农业装备工程与机械化
• 页码范围: 47-54
• 页数: 8页
• 分类号: TP391
• 字数: 8123字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2017.04.007

摘要

针对视觉荔枝采摘机器人的Eye-in-Hand视觉与机器人关联方式的手眼标定问题,该文提出一种基于优化的求解齐次变换矩阵方程的手眼标定方法.该方法通过机器人带动其臂上的双目相机从多个位置观测标定板,使用Sylvester方程变形对手眼标定近似方程线性化,再对简单的初值进行优化计算,最终得到精确的标定结果.该方法的软件用C++/OpenCV开发实现,并进行了多个试验.试验结果表明,视觉与机器人关联后,定位误差与机器人运动次数相关,当距目标1 m左右,静态时的视觉系统误差均值为0.55 mm;动态工作时,视觉关联机器人重复定位误差的均值为2.93 mm,标准差为0.45 mm,符合具有容错功能的视觉荔枝采摘机器人的实际使用需求.使用基于Sylvester方程变形的手眼标定方法标定的视觉荔枝采摘机器人,在野外环境下,总体采摘成功率达到76.5%,视觉系统成功识别、定位采摘点的情况下,采摘成功率达92.3%.