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三维点云的手眼标定技术(包括眼在手上和眼在手外)

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简介:
本文介绍了三维点云环境下的眼手标定技术,涵盖“眼在手上”与“眼在外上”两种模式,为机器人视觉定位提供精确的参数校准方法。 三维点云手眼标定(包括“眼在手上”和“眼在手外”的场景)的资源包含了使用Halcon编写的代码。这些资源可以应用于通过线激光与机器人之间的关系求解来建立三维点云,应用场景可能涉及无序抓取以及鞋类点胶前的工作准备中需要确定线激光与机器人的坐标系关联。 该资料适合于刚开始接触三维技术及HALCON编程的视觉爱好者进行学习和参考,在实际项目应用时可以提供相应的技术支持。此外,其中还包含了欧拉角求解的相关内容,对于对此有疑惑的人士来说也是一份不错的参考资料。同时提供了我之前在标定过程中绘制的工作流程图供读者参考使用。

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    本文介绍了三维点云环境下的眼手标定技术,涵盖“眼在手上”与“眼在外上”两种模式,为机器人视觉定位提供精确的参数校准方法。 三维点云手眼标定(包括“眼在手上”和“眼在手外”的场景)的资源包含了使用Halcon编写的代码。这些资源可以应用于通过线激光与机器人之间的关系求解来建立三维点云,应用场景可能涉及无序抓取以及鞋类点胶前的工作准备中需要确定线激光与机器人的坐标系关联。 该资料适合于刚开始接触三维技术及HALCON编程的视觉爱好者进行学习和参考,在实际项目应用时可以提供相应的技术支持。此外,其中还包含了欧拉角求解的相关内容,对于对此有疑惑的人士来说也是一份不错的参考资料。同时提供了我之前在标定过程中绘制的工作流程图供读者参考使用。
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    九点标定法是一种用于校准机器人视觉系统中手眼协调或外部视觉定位的技术方法,通过设定九个特定参考点来精确计算摄像机与机械臂之间的相对位置和姿态关系。 九点标定包括眼在手和眼在外两种方法,涉及halcon代码和图片资源。
  • PROBOT Anno流程(easy_handeye-).pdf
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    本手册详细介绍了使用easy_handeye工具进行机器人视觉系统中眼在外模式的手眼标定流程,适用于希望优化工业机器人定位精度的技术人员。 PROBOT Anno手眼标定步骤(easy_handeye-眼在外),来自古月老师的指导。
  • Halcon_Halcon_Halcon__Halcon
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    本项目专注于使用Halcon软件进行高效的手眼系统标定,涵盖多种手眼标定方法与应用案例,旨在为机器人视觉技术提供精准的解决方案。 手眼标定过程中使用了相机移动来定位眼睛,并涉及到标定板图像与机器人末端姿态文件的配合。
  • 机器人与
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    本研究聚焦于机器人技术中的手眼标定方法,探讨视觉系统与机械臂之间的精确校准技巧,提升自动化系统的操作精度和灵活性。 Development and Calibration of an Integrated 3D Scanning System for High-Accuracy Large-Scale Metrology
  • OpenCV 中实现方式
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    本文介绍了如何运用九点标定法在OpenCV中进行手眼标定的具体步骤和方法,详细解释了其原理及应用。 手眼标定是机器人视觉领域中的重要概念之一,它涉及将摄像头捕捉到的二维图像坐标与实际工作空间中的三维坐标进行转换的问题。这一过程在自动化生产和智能制造中至关重要,因为它能够精确控制机器人的动作。 OpenCV(开源计算机视觉库)提供了一种实现这种转换关系的方法——九点标定法。这是一种简化版的标定方法,通过捕捉至少包含9个已知二维图像点及其对应三维世界坐标的数据来建立相机到世界的坐标变换模型。这种方法不仅快速而且适用于多种实际应用。 在C++中使用OpenCV进行手眼标定的过程通常包括以下步骤: 1. 创建一个用于标定的棋盘格,上面分布着一些特征点,这些点的三维坐标是已知的。 2. 使用摄像头捕获包含该棋盘的不同视角图像,并确保棋盘占据大部分视场且其角点在图中清晰可见。 3. 利用OpenCV库中的`findChessboardCorners()`函数自动检测出棋盘格上的角点位置。 4. 通过调用`cornerSubPix()`函数进一步细化这些角点的位置,以提高定位的准确性。 5. 将所有已知的二维图像坐标和三维世界坐标的组合传递给OpenCV库中的`calibrateCamera()`函数来完成相机标定。这一步会输出内参矩阵、失真系数及旋转和平移向量等信息。 6. 手眼标定:在获取了上述参数后,下一步是将摄像头的坐标系与机器人的工作空间进行关联,通常需要计算出一个从机器人基座到摄像机之间的变换关系。这一过程包括处理图像中的像素位置转换为实际世界坐标的算法。 7. 应用手眼标定的结果:通过得到的位姿变换矩阵可以实现将图像上的目标点转化为机器人的工作空间坐标,从而指导其执行精确的操作。 以上步骤在`九点标定.cpp`文件中会有详细的代码展示。理解这些代码有助于深入掌握OpenCV库的功能以及如何利用它来完成手眼标定任务。这种技术是计算机视觉和机器人学的基础工具之一,能够使摄像头准确地感知周围环境,并实现高效的定位与导航功能。对于希望将这一技术应用于实际项目的开发者而言,理解和实施九点标定的方法至关重要。
  • (Eye-to-Hand)
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    手眼标定(Eye-to-Hand)是一种机器人技术,涉及计算相机与机械臂之间的相对位置和姿态,使机器人能够精准抓取目标物体。 手眼标定工具适用于二维手眼标定,在Z轴距离不变的情况下使用。为什么资源分不能为0了?
  • C++代码
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    C++手眼标定代码项目旨在提供一套基于C++编程语言的手眼标定解决方案。该项目包含一系列程序和算法,用于实现机器人视觉系统中相机与机械臂之间的精确校准。通过优化的数学模型和高效的计算方法,这套代码能够帮助用户快速准确地完成手眼系统的标定工作,并支持多种硬件平台的应用需求。 手眼标定C++代码基于OpenCV 2.4.9及以上版本编写,包括assistFunction.cpp辅助函数、createDataSet.cpp用于创建数据集的文件、handEyeSelf.cpp自定义的手眼标定函数以及主函数。
  • Halcon编程
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    Halcon手眼标定编程专注于使用Halcon软件进行机器人视觉系统的开发与应用,涵盖相机参数校准、图像处理算法及机器人控制策略等内容。 Halcon手眼标定程序使用Halcon编译器编写,并可在该环境中运行。通过4点法、9点法和N点法可以将图像坐标与机械运动坐标关联起来,综合考虑调试难度及标定精度等因素,9点法在工业中被广泛应用于二维手眼标定。
  • TSAI方法
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    TSAI手眼标定方法是一种用于机器人视觉系统中的关键算法,它通过精确计算相机与机械臂之间的相对位置和姿态,实现高效的自动化作业。这种方法极大提升了工业机器人在复杂环境下的操作精度与灵活性。 ### 手眼标定 Tsai 方法详解 在机器人视觉领域,“手眼标定”是一个关键概念和技术。它用于解决机器人手臂与视觉系统之间相对位置和姿态的关系问题,确保机器人能够根据视觉系统的反馈准确执行任务。Tsai方法是其中一种经典的手眼标定算法。接下来我们将深入探讨“手眼标定 Tsai”的具体含义及其应用场景,并详细介绍该方法的核心原理和技术细节。 #### 什么是手眼标定? 手眼标定是指在机器人系统中,确定机器人末端执行器(即机械臂的工具)和视觉传感器之间的空间关系的过程。这个过程通常包括两个部分:内参标定和外参标定。内参标定主要关注的是相机本身的参数,如焦距、光心坐标等;而外参标定则侧重于确定相机相对于机器人的位置和姿态。 #### Tsai 方法简介 Tsai方法由Tsai教授在20世纪80年代提出,是一种结合了外部标定和内部标定的方法。该方法适用于高精度的手眼标定需求,并且使用带有已知几何尺寸的标准棋盘格作为参考物体进行多次拍摄,从而计算出相机的内外参数以及相机与机器人末端执行器之间的相对位置和姿态。 #### Tsai 方法的工作原理 1. **内部标定**:首先利用标准棋盘格作为参考物体进行多次拍摄。通过识别棋盘格上的角点来估计相机的内参矩阵,包括焦距、图像中心坐标及径向畸变系数等。 2. **外部标定**: - 在完成内部标定后,将机器人末端执行器置于不同位置,并记录下这些位置时的关节角度。同时,在每个位置上拍摄包含棋盘格的图像并识别标记出角点的位置。 - 通过以上数据建立一系列方程组来求解相机相对于机器人末端执行器的位置和姿态。 3. **迭代优化**:最后一步是利用非线性优化算法对所有估计参数进行微调,以提高标定结果的准确性。 #### 应用场景 - **工业自动化**:在精密装配、质量检测等领域中,手眼标定技术帮助机器人精确抓取零件或识别缺陷。 - **服务机器人**:家庭和商业环境中使用的服务机器人需要准确感知环境。手眼标定有助于提高其定位与导航能力。 - **医疗机器人**:手术辅助及康复治疗等方面的应用要求高精度操作。通过手眼标定可以减少误差,提升设备的准确性。 #### Tsai 方法的优势 1. **高精度**:由于使用标准棋盘格作为参考物体并通过多次拍摄和计算获得最终结果,因此具有较高的精确度。 2. **易于实现**:相比其他复杂的手眼标定方法而言,Tsai方法在实际应用中的操作较为简单,并且对所需工具的要求不高。 3. **灵活性**:该方法适用于多种类型的机器人和视觉系统,在不同场景下表现出较强的通用性和适应性。 总之,作为一种成熟的技术手段,Tsai方法为手眼标定提供了可靠支持。深入理解这一技术有助于进一步研究开发工作并推动相关领域的发展。