一、九點標定過程

1.算法原理

? ? ? ? 9點標定就是通過9個點計算出相機坐標系到機械手坐標系下的一個仿射變換，（實際上空間中的二維平面的仿射變換只需要3個點就足夠了）。在實際應用過程中，需要獲取像素下特征點的坐標和對應機械手的坐標。聯立方程組求解即可得到對應仿射變換的矩陣，實際應用場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

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

? ? ? 使用場景如圖所示，該場景是一個上相機，9點標定經常是四軸機械臂或者是通過舵機搭建的X,Y兩方向的運行機構與相機相互配合使用。無論是眼在手上還是眼在手外，目的都是獲取對應像素點的坐標和機械手的坐標，然后通過數學計算，得到轉換矩陣。

眼在手外獲取機械手坐標的方式主要有兩種：

第一種：1.準備一張A4紙，或者標定板也行

? ? ?，??

?

獲取圖像中9個圓的圓心的像素位置，存儲起來，點的存儲順序是Z字形。

2.在機械手上加裝針尖，用針尖按Z字形順序依次去戳每個圓的圓心，并以此記錄每個機械手的坐標。

該種方法標定效果誤差較大，因為針尖去戳圓心的過程是肉圓觀察得到的，結果并不是很準確的。

第二種：1,機械手吸取物料固定。

? ? ? ? ? ??? ?

?在相機視野中能觀察提取到Mark（特征）點，對于Mark點是物料上穩定的特征，容易獲取，類似交點，圓心等等。

2.機械手帶動物料按照右圖方式依次運動，獲取9個點的機械手坐標和像素坐標。

該標定方法效果準確，但是需要注意的兩點，一個是標定視野范圍一定大于機械手的工作范圍，

其中紅色為視野中標定的范圍，黑色為機械手的在視野中的工作范圍，否在超過標定范圍的誤差較大，而且難預測。

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

另外，在標定過程中，實際的工作面高度和標定高度盡量一致，因為除了圓心鏡頭，我們使用的工業相機會隨著高度變化，X,Y的坐標也會有誤差。

（2）眼在手上

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

該種標定方式是機械手和相機不發生相對變化，讓物料固定不動，相機依次去拍物料，獲取Mark點的特征和對應機械手的坐標，存儲起來。

2.代碼介紹

*計算仿射變換矩陣 *機械手9點坐標X,Y數組 Rx=[] Ry=[] *像素坐標的x，y數組 px=[] py=[] vector_to_hom_mat2d (px, py, Rx, Ry, HomMat2D)*計算仿射變換矩陣的RMS affine_trans_point_hommat2d(HomMat2D,px,py,Rx_t,Ry_t)其中Rx_t,Ry_t為仿射變換后對應計算出的機械手坐標。 Rx, Ry為實際標定時機械手的坐標，計算出距離偏差。distance_pp(Rx,Ry,Rx_t,Ry_t,distance) 其中distance存儲9點的坐標偏差tuple_mult(distance,distance,data1) tuple_sum(data1,data_end) tuple_sqrt(data_end,RMS)

二、五點旋轉中心標定過程

1.算法原理?

? ? ?在標定旋轉中心之前應該理解為什么要標定旋轉中心，通過上文可以對9點標定有個大概的理解，9點標定其實就是點與點的映射關系。當我們的旋轉中心，吸嘴，特征點在一致的時候，我們可以想象成各點都是繞著特征點旋轉，此時則無需標定旋轉中心如下圖所示：

? ? ? ? ? ? ?

但實際應用中，吸嘴和旋轉中心并不一致，伴隨著旋轉中心轉動，特征點也會移動，此時機械手的坐標并未發生并未發生變換，如果仍使用點點映射求出對應機械手坐標是錯誤，正確的方法是先繞旋轉中心回正，在計算特征點對應的坐標。

?

標定旋轉中心的方法：

機械手固定物料，在相機下依次轉動5個角度，獲取5個位置特征點的像素坐標，通過擬合圓心，求出圓心對應的像素坐標，在通過映射關系得到圓心對應機械手的坐標。

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

2.代碼介紹

*將5個點對應像素坐標生成多線條輪廓 gen_contour_polygon_xld*將輪廓進行擬合生成圓，求出對應圓心坐標 fit_circle_contour_xld

?

?

?

總結

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站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。