一、對機器人手眼協調關系的研究可以追溯到20世紀70年代。MIT和Stanford聯合研制了一個手眼系統,該系統是由攝像機和機械手構成的機器人視覺系統。手眼系統根據
構型可以分為:
(1) Eye-in-Hand 攝像機安裝在機械手末端並跟隨其一起運動。
(2) Eye-to-Hand 攝像機安裝在機械臂外部的固定位置。
對於Eye-in-Hand,攝像機坐標系相對機器人世界坐標系的位姿總是變化的,而相對末端的位姿是恆定。對於Eye-to-Hand而言,則正相反。因此,對於前者,手眼標定求
取的是攝像機(眼)相對於機器人末端坐標系(手)的位姿。
二、一般描述法
機器人末端處於不同位姿下,對攝像機相對於靶標的外參進行標定,根據攝像機相對於靶標的外參和機器人末端的位姿,計算攝像機相對於機器人末端的外參。
三、坐標系說明
物體坐標系O,攝像機移動前后兩個位置的坐標系為C1和C2,機械手末端移動前后兩個位置的坐標系為E1和E2。下圖是一個參考系關系圖。
箭頭方向從參考系指向被描述系
四、手眼標定基本問題
根據物體相對攝像機位姿,可得
其中,位姿變換矩陣的左上標是參考系,右上標是被描述系。
根據攝像機成像模型
M是外參矩陣。實際上,外參矩陣是世界坐標系相對於攝像機坐標系的位姿。