【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及相機標定，特別是涉及一種機械臂上相機安裝位置的標定方法、裝置及系統(tǒng)。
技術介紹
1、在四自由度機械臂的應用中，如何確保相機在機械臂上的正確安裝位置，是一個技術挑戰(zhàn)。不恰當?shù)陌惭b位置可能導致視覺系統(tǒng)定位不準確，影響機械臂的操作效果，甚至可能導致操作錯誤，損害設備或造成安全事故。此外，一旦機械臂配置或工作環(huán)境改變，使用傳統(tǒng)的人工標定方法不僅耗時耗力，且精確性難以保證。
2、針對相關技術中，對機械臂上相機安裝位置進行標定的效率和準確性低的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
技術實現(xiàn)思路
1、基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種機械臂上相機安裝位置的標定方法、裝置及系統(tǒng)。
2、第一方面，本申請實施例提供了一種機械臂上相機安裝位置的標定方法，所述機械臂包括機械臂底座以及機械臂大臂，所述機械臂大臂以機械臂大臂原點(所述機械臂大臂原點是指所述機械臂大臂與所述機械臂底座的連接點)進行旋轉(zhuǎn)，所述相機安裝在所述機械臂大臂上，所述相機的可視范圍內(nèi)放置有標定板，所述方法包括：
3、當所述機械臂大臂每次旋轉(zhuǎn)設定的角度后，獲得所述機械臂底座與所述機械臂大臂原點之間的第一相對位姿關系，以及利用所述相機識別所述標定板上的標定物，獲得所述相機與所述標定板之間的第二相對位姿關系；
4、基于多個所述第一相對位姿關系、多個所述第二相對位姿關系以及所述機械臂底座與所述標定板之間的第三相對位姿關系，確定所述機械臂大臂原點與所述相機之間最優(yōu)的第四相對位姿關系；>
5、基于所述最優(yōu)的第四相對位姿關系，對所述相機的安裝位置進行標定。
6、在一些實施例中，每組所述第一相對位姿關系、所述第二相對位姿關系、所述第三相對位姿關系、所述第四相對位姿關系之間具有以下關系：
7、所述第三相對位姿關系＝所述第一相對位姿關系*所述第二相對位姿關系*所述第四相對位姿關系。
8、在一些實施例中，所述基于多個所述第一相對位姿關系、多個所述第二相對位姿關系以及所述機械臂底座與所述標定板之間的第三相對位姿關系，確定所述機械臂大臂原點與所述相機之間最優(yōu)的第四相對位姿關系包括：
9、基于多個所述第一相對位姿關系、多個所述第二相對位姿關系以及與之對應的多個所述第三相對位姿關系、多個所述第四相對位姿關系之間的關系，構造目標函數(shù)；
10、通過最小化所述目標函數(shù)，確定最優(yōu)的所述第三相對位姿關系和最優(yōu)的所述第四相對位姿關系。
11、在一些實施例中，所述基于多個所述第一相對位姿關系、多個所述第二相對位姿關系以及與之對應的多個所述第三相對位姿關系、多個所述第四相對位姿關系，構造目標函數(shù)包括：
12、基于所述第一相對位姿關系、所述第二相對位姿關系、所述第三相對位姿關系、所述第四相對位姿關系之間的關系，確定對應的多個誤差項，所述誤差項為ai×b×ci-d；
13、基于多個所述誤差項，構造所述目標函數(shù)，所述目標函數(shù)為：
14、
15、其中，n表示所述機械臂大臂的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，ai表示第i個所述第一相對位姿關系，b表示所述第四相對位姿關系；ci表示第i個所述第二相對位姿關系，d表示所述第三相對位姿關系，|.|f表示frobenius范數(shù)。
16、在一些實施例中，通過以下公式(1)最小化所述目標函數(shù)，確定最優(yōu)的所述第三相對位姿關系和最優(yōu)的所述第四相對位姿關系：
17、
18、在一些實施例中，將公式(1)中的所述第三相對位姿關系和所述第四相對位姿關系對應的變量矩陣展開為向量形式：
19、b＝vec(b),d＝vec(d)
20、將對應的誤差項向量化為殘差向量ri：
21、ri＝vec(aibci-d)
22、將所述目標函數(shù)優(yōu)化為：
23、
24、其中，b表示所述第四相對位姿關系展開后的向量，d表示所述第三相對位姿關系展開后的向量。
25、在一些實施例中，所述基于所述最優(yōu)的第四相對位姿關系，對所述相機的安裝位置進行標定包括：
26、將所述最優(yōu)的第四相對位姿關系轉(zhuǎn)換為平移向量以及旋轉(zhuǎn)歐拉角；
27、基于所述平移向量以及所述旋轉(zhuǎn)歐拉角，對所述相機的安裝位置進行標定。
28、第二方面，本申請實施例還提供了一種機械臂上相機安裝位置的標定裝置，所述機械臂包括機械臂底座以及機械臂大臂，所述機械臂大臂以機械臂大臂原點進行旋轉(zhuǎn)，所述相機安裝在所述機械臂大臂上，所述相機的可視范圍內(nèi)放置有標定板，所述裝置包括：
29、獲得模塊，用于當所述機械臂大臂每次旋轉(zhuǎn)設定的角度后，獲得所述機械臂底座與所述機械臂大臂原點之間的第一相對位姿關系，以及利用所述相機識別所述標定板上的標定物，獲得所述相機與所述標定板之間的第二相對位姿關系；
30、確定模塊，用于基于多個所述第一相對位姿關系、多個所述第二相對位姿關系以及所述機械臂底座與所述標定板之間的第三相對位姿關系，確定所述機械臂大臂原點與所述相機之間最優(yōu)的第四相對位姿關系；
31、標定模塊，用于基于所述最優(yōu)的第四相對位姿關系，對所述相機的安裝位置進行標定。
32、第三方面，本申請實施例還提供了一種機械臂上相機安裝位置的標定系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：如上述第二方面的機械臂上相機安裝位置的標定裝置以及標定板，
33、所述標定板包括標定物，放置在所述相機的可視范圍內(nèi)；
34、所述標定裝置用于對所述機械臂上相機的安裝位置進行標定。
35、第四方面，本申請實施例還提供了一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器中存儲有計算機程序，所述處理器被設置為運行所述計算機程序以執(zhí)行如上述第一方面所述的方法。
36、第五方面，本申請實施例還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)中存儲有計算機程序，其中，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述第一方面所述的方法。
37、上述機械臂上相機安裝位置的標定方法、裝置及系統(tǒng)，解決了機械臂上相機安裝位置進行標定的效率和準確性低的問題，實現(xiàn)了高效而精確的對機械臂上相機安裝位置進行標定，確保機械臂在執(zhí)行任務時能夠獲得準確的視覺數(shù)據(jù)，從而提高了操作的可靠性和精確性。與現(xiàn)有手動標定方法相比，本申請的方法能夠?qū)崿F(xiàn)自動標定，減少了人為干預，從而降低了人為操作誤差，提升了標定過程的自動化水平和效率；同時本申請的標定方法，使得相機的安裝和校準過程更加簡便快捷，適用于不同操作人員，進一步節(jié)省了時間和成本。
38、本申請的一個或多個實施例的細節(jié)在以下附圖和描述中提出，以使本申請的其他特征、目的和優(yōu)點更加簡明易懂。
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1.一種機械臂上相機安裝位置的標定方法，所述機械臂包括機械臂底座以及機械臂大臂，所述機械臂大臂以機械臂大臂原點進行旋轉(zhuǎn)，所述相機安裝在所述機械臂大臂上，所述相機的可視范圍內(nèi)放置有標定板，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，每組所述第一相對位姿關系、所述第二相對位姿關系、所述第三相對位姿關系、所述第四相對位姿關系之間具有以下關系：
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于多個所述第一相對位姿關系、多個所述第二相對位姿關系以及所述機械臂底座與所述標定板之間的第三相對位姿關系，確定所述機械臂大臂原點與所述相機之間最優(yōu)的第四相對位姿關系包括：
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于多個所述第一相對位姿關系、多個所述第二相對位姿關系以及與之對應的多個所述第三相對位姿關系、多個所述第四相對位姿關系，構造目標函數(shù)包括：
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，通過以下公式(1)最小化所述目標函數(shù)，確定最優(yōu)的所述第三相對位姿關系和最優(yōu)的所述第四相對位姿關系：
6.根據(jù)權利要求5所
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述最優(yōu)的第四相對位姿關系，對所述相機的安裝位置進行標定包括：
8.一種機械臂上相機安裝位置的標定裝置，所述機械臂包括機械臂底座以及機械臂大臂，所述機械臂大臂以機械臂大臂原點進行旋轉(zhuǎn)，所述相機安裝在所述機械臂大臂上，所述相機的可視范圍內(nèi)放置有標定板，其特征在于，所述裝置包括：
9.一種機械臂上相機安裝位置的標定系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：如權利要求7所述的機械臂上相機安裝位置的標定裝置以及標定板，
10.一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)權利要求1至6中任一項所述的方法。
11.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權利要求1至權利要求6中任一項所述的方法。
...【技術特征摘要】
1.一種機械臂上相機安裝位置的標定方法，所述機械臂包括機械臂底座以及機械臂大臂，所述機械臂大臂以機械臂大臂原點進行旋轉(zhuǎn)，所述相機安裝在所述機械臂大臂上，所述相機的可視范圍內(nèi)放置有標定板，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，每組所述第一相對位姿關系、所述第二相對位姿關系、所述第三相對位姿關系、所述第四相對位姿關系之間具有以下關系：
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于多個所述第一相對位姿關系、多個所述第二相對位姿關系以及所述機械臂底座與所述標定板之間的第三相對位姿關系，確定所述機械臂大臂原點與所述相機之間最優(yōu)的第四相對位姿關系包括：
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于多個所述第一相對位姿關系、多個所述第二相對位姿關系以及與之對應的多個所述第三相對位姿關系、多個所述第四相對位姿關系，構造目標函數(shù)包括：
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，通過以下公式(1)最小化所述目標函數(shù)，確定最優(yōu)的所述第三相對位姿關系和最優(yōu)的所述第四相對位姿關系...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：徐春波，王士濤，張鄴，
申請(專利權)人：湖州麗天智能科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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