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1、基于主动视觉的结构光手眼系统自标定方法吉峰,等基于主动视觉的结构光手眼系统自标定方法Self-calibrationApproachforStructuredLightEye-in-handSystemBasedonActiveVision12222吉峰郭新年曹沁婕白瑞林于圣龙12(无锡信捷电气股份有限公司,江苏无锡214072;江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室,江苏无锡214122)摘要:为实现结构光手眼系统的标定,提出一种基于主动视觉的结构光手眼系统自标定方法。该标定方法精确控制机器人进行2组平
2、移运动和1组带旋转运动:2组平移运动标定出摄像机内参数、手眼矩阵的旋转部分和光平面的法向量;1组带旋转运动标定出手眼矩阵的平移部分和光平面的深度信息。试验结果表明,该标定方法简单,无需使用特定靶标,特征选取容易,测试结果稳定,定位精度可达到±1.02mm,对结构光手眼系统在实际工业现场的使用有重要意义。关键词:激光视觉传感器结构光手眼系统主动视觉自标定中图分类号:TP242+.62文献标志码:ADOI:10.16086/j.cnki.issn1000-0380.201502003Abstract:Inord
3、ertocalibratethestructuredlighteye-in-handsystem,theself-calibrationapproachbasedonactivevisionisproposed.Inthiscalibrationmethod,bypreciselycontrollingtherobot,2groupsoftranslationalmotionand1groupofmotionwithrotatingareconducted.Theintrinsicparametersofc
4、amera,andthenormalvectorsofeye-in-handrotationmatrixandthelightplanearecalibratedby2groupsoftranslationalmotion,andthetranslationalsectionofeye-in-handmatrixandthedepthinformationofthelightplanearecalibratedby1groupmotionwithrotating.Thetestresultsshowthat
5、thiscalibrationapproachissimple,specifictargetisnotrequested,featureselectioniseasy,testingresultisstable,theaccuracyis±1.02mm.Thisprovidesimportantsignificancetostructuredlighteye-in-handsysteminindustrialfields.Keywords:LaservisionsensorStructuredlightEy
6、e-in-handsystemActivevisionSelf-calibration[5]等通过控制摄像机做2次平移和1次旋转运动,标0引言[6][7]定出机器人手眼矩阵。王海霞等、HaixiaXu等深结构光手眼系统(structuredlighteye-in-hand入分析手眼系统,将摄像机内参数和旋转矩阵看作system)是由视觉传感器(包括摄像机和线激光投射“黑箱”直接求解,无需分别确定系统各部分参数,既器)安装在机器人本体末端构成的系统,在机器人视降低了计算量又减少了误差。其中文献[8]无需求解觉
7、测量与控制领域有着广泛应用。基于主动视觉的结FOE问题,精度高,实用性强。光平面标定方面,徐德构光手眼系统标定方法通过精确控制摄像机运动,根等[9]的方法需要3次及以上摄像机位姿,且需已知激据图像与摄像机和机器人运动之间的关系来进行标光条所在平面的方程,还需用测量尺对激光条上特定定。由于运动信息(定性或定量信息)已知,算法简点间的距离进行测量,虽达到了较高的标定精度,但标单,模型参数可以线性求解,鲁棒性较高。定过程较复杂。陈天飞等[10]通过多组平移运动,采用[1]基于主动视觉的标定方法最早由Ma在1996
8、年线面模型,分别标定光平面法向量和光平面深度信息,提出,通过控制摄像机做2组3正交平移运动,利用扩达到了很高的标定精度。展焦点(focusofexpansion,FOE)性质线性求解摄像机基于机器人的主动视觉硬件前提,给出一种新的[2][3][4]内参数。其后,经杨长江等、李华等、裴明涛等系统自标定方法。通过精确控制机器人进行2组平移不断改进,减少了运动限制,降低了对运动平台的要运动和1组带旋转运动,无需使用特定
