一、九點(diǎn)標(biāo)定過程

1.算法原理

? ? ? ? 9點(diǎn)標(biāo)定就是通過9個(gè)點(diǎn)計(jì)算出相機(jī)坐標(biāo)系到機(jī)械手坐標(biāo)系下的一個(gè)仿射變換，（實(shí)際上空間中的二維平面的仿射變換只需要3個(gè)點(diǎn)就足夠了）。在實(shí)際應(yīng)用過程中，需要獲取像素下特征點(diǎn)的坐標(biāo)和對(duì)應(yīng)機(jī)械手的坐標(biāo)。聯(lián)立方程組求解即可得到對(duì)應(yīng)仿射變換的矩陣，實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景主要分為眼在手上和眼在手外，下面具體介紹使用過程：
（1）眼在手外

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

? ? ? 使用場(chǎng)景如圖所示，該場(chǎng)景是一個(gè)上相機(jī)，9點(diǎn)標(biāo)定經(jīng)常是四軸機(jī)械臂或者是通過舵機(jī)搭建的X,Y兩方向的運(yùn)行機(jī)構(gòu)與相機(jī)相互配合使用。無論是眼在手上還是眼在手外，目的都是獲取對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的坐標(biāo)和機(jī)械手的坐標(biāo)，然后通過數(shù)學(xué)計(jì)算，得到轉(zhuǎn)換矩陣。

眼在手外獲取機(jī)械手坐標(biāo)的方式主要有兩種：

第一種：1.準(zhǔn)備一張A4紙，或者標(biāo)定板也行

? ? ?，??

?

獲取圖像中9個(gè)圓的圓心的像素位置，存儲(chǔ)起來，點(diǎn)的存儲(chǔ)順序是Z字形。

2.在機(jī)械手上加裝針尖，用針尖按Z字形順序依次去戳每個(gè)圓的圓心，并以此記錄每個(gè)機(jī)械手的坐標(biāo)。

該種方法標(biāo)定效果誤差較大，因?yàn)獒樇馊ゴ翀A心的過程是肉圓觀察得到的，結(jié)果并不是很準(zhǔn)確的。

第二種：1,機(jī)械手吸取物料固定。

? ? ? ? ? ??? ?

?在相機(jī)視野中能觀察提取到Mark（特征）點(diǎn)，對(duì)于Mark點(diǎn)是物料上穩(wěn)定的特征，容易獲取，類似交點(diǎn)，圓心等等。

2.機(jī)械手帶動(dòng)物料按照右圖方式依次運(yùn)動(dòng)，獲取9個(gè)點(diǎn)的機(jī)械手坐標(biāo)和像素坐標(biāo)。

該標(biāo)定方法效果準(zhǔn)確，但是需要注意的兩點(diǎn)，一個(gè)是標(biāo)定視野范圍一定大于機(jī)械手的工作范圍，

其中紅色為視野中標(biāo)定的范圍，黑色為機(jī)械手的在視野中的工作范圍，否在超過標(biāo)定范圍的誤差較大，而且難預(yù)測(cè)。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

另外，在標(biāo)定過程中，實(shí)際的工作面高度和標(biāo)定高度盡量一致，因?yàn)槌藞A心鏡頭，我們使用的工業(yè)相機(jī)會(huì)隨著高度變化，X,Y的坐標(biāo)也會(huì)有誤差。

（2）眼在手上

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

該種標(biāo)定方式是機(jī)械手和相機(jī)不發(fā)生相對(duì)變化，讓物料固定不動(dòng)，相機(jī)依次去拍物料，獲取Mark點(diǎn)的特征和對(duì)應(yīng)機(jī)械手的坐標(biāo)，存儲(chǔ)起來。

2.代碼介紹

*計(jì)算仿射變換矩陣 *機(jī)械手9點(diǎn)坐標(biāo)X,Y數(shù)組 Rx=[] Ry=[] *像素坐標(biāo)的x，y數(shù)組 px=[] py=[] vector_to_hom_mat2d (px, py, Rx, Ry, HomMat2D)*計(jì)算仿射變換矩陣的RMS affine_trans_point_hommat2d(HomMat2D,px,py,Rx_t,Ry_t)其中Rx_t,Ry_t為仿射變換后對(duì)應(yīng)計(jì)算出的機(jī)械手坐標(biāo)。 Rx, Ry為實(shí)際標(biāo)定時(shí)機(jī)械手的坐標(biāo)，計(jì)算出距離偏差。distance_pp(Rx,Ry,Rx_t,Ry_t,distance) 其中distance存儲(chǔ)9點(diǎn)的坐標(biāo)偏差tuple_mult(distance,distance,data1) tuple_sum(data1,data_end) tuple_sqrt(data_end,RMS)

二、五點(diǎn)旋轉(zhuǎn)中心標(biāo)定過程

1.算法原理?

? ? ?在標(biāo)定旋轉(zhuǎn)中心之前應(yīng)該理解為什么要標(biāo)定旋轉(zhuǎn)中心，通過上文可以對(duì)9點(diǎn)標(biāo)定有個(gè)大概的理解，9點(diǎn)標(biāo)定其實(shí)就是點(diǎn)與點(diǎn)的映射關(guān)系。當(dāng)我們的旋轉(zhuǎn)中心，吸嘴，特征點(diǎn)在一致的時(shí)候，我們可以想象成各點(diǎn)都是繞著特征點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，此時(shí)則無需標(biāo)定旋轉(zhuǎn)中心如下圖所示：

? ? ? ? ? ? ?

但實(shí)際應(yīng)用中，吸嘴和旋轉(zhuǎn)中心并不一致，伴隨著旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)，特征點(diǎn)也會(huì)移動(dòng)，此時(shí)機(jī)械手的坐標(biāo)并未發(fā)生并未發(fā)生變換，如果仍使用點(diǎn)點(diǎn)映射求出對(duì)應(yīng)機(jī)械手坐標(biāo)是錯(cuò)誤，正確的方法是先繞旋轉(zhuǎn)中心回正，在計(jì)算特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)。

?

標(biāo)定旋轉(zhuǎn)中心的方法：

機(jī)械手固定物料，在相機(jī)下依次轉(zhuǎn)動(dòng)5個(gè)角度，獲取5個(gè)位置特征點(diǎn)的像素坐標(biāo)，通過擬合圓心，求出圓心對(duì)應(yīng)的像素坐標(biāo)，在通過映射關(guān)系得到圓心對(duì)應(yīng)機(jī)械手的坐標(biāo)。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

2.代碼介紹

*將5個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)像素坐標(biāo)生成多線條輪廓 gen_contour_polygon_xld*將輪廓進(jìn)行擬合生成圓，求出對(duì)應(yīng)圓心坐標(biāo) fit_circle_contour_xld

?

?

?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的标定系列二、9点标定以及5点圆心标定过程（代码详解）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。