基于3D标定块的机器人与3D相机手眼标定研究

• 作者: 王连庆 钱莉
• 来源期刊: 激光与光电子学进展
• 学科: 工学
• 关键词: 视觉光学 计算机视觉 三维视觉 手眼标定 点云匹配 模板匹配
• 年，卷（期）: 2021,（24）
• 所属期刊栏目: 视觉,颜色与视觉光学|Vision, Color, and Visual Optics
• 页码范围: 531-539
• 页数: 9页
• 分类号: TP249
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/LOP202158.2433001

摘要

近年来,随着工业4.0的提出和机器视觉的飞速发展,机器人搭配视觉系统实现智能化变为现实.视觉系统主要分为二维(2D)视觉和三维(3D)视觉,3D视觉有着高精度、自由度丰富、应用场景更多等优点,越来越受到市场的青睐.3D视觉与传统的2D视觉相比,可以获得更加全面的三维数据信息,且不受光照影响,但是X、Y方向的分辨率较低,因此基于棋盘格的传统手眼标定算法并不适用于3D相机与机器人进行手眼标定.因此,设计了一种基于3D标定块的机器人与3D相机的手眼标定方法.通过相机获得标定块的灰度信息,利用模板匹配算法分割标定块的各个平面,计算出平面中多个点在像素坐标系下的位置,同时获取该像素坐标的深度信息,拟合出标定块多个平面的法向量信息,通过多个平面相交求解出特征点位置.利用随机抽样一致性算法剔除错误特征点后,根据正确的特征点求解出机器人在不同姿态下获取标定块点云数据之间的转换关系,结合机器人当前坐标求解出手眼标定结果,并建立误差评价模型对结果进行误差分析.最后通过DENSON六自由度机械臂与康耐视EA-5000相机对此方法与利用标定板进行手眼标定的方法进行比较验证,结果显示此方法可以更快速、准确地完成标定.