如何利用旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行手眼標(biāo)定呢？

首先，我們要了解一下常規(guī)的手眼標(biāo)定流程是怎么樣的。

（一）如果吸嘴中心就是法蘭盤(pán)的中心則

是下面這樣的：

按九宮格走九個(gè)點(diǎn)，取得九組吸嘴的像素坐標(biāo)與法蘭盤(pán)的機(jī)械坐標(biāo)

（圖1）

進(jìn)行標(biāo)定

（二）如果吸嘴位置不在法蘭盤(pán)中心

則標(biāo)定流程要復(fù)雜些：

人工創(chuàng)建工具坐標(biāo)Tool 1，把工具坐標(biāo)中心創(chuàng)建到標(biāo)定片的Mark點(diǎn)上去

按九宮格走九個(gè)點(diǎn)，取得九組特征點(diǎn)的像素坐標(biāo)與對(duì)應(yīng)的機(jī)械坐標(biāo)

進(jìn)行標(biāo)定

這里的難點(diǎn)是創(chuàng)建工具坐標(biāo)的方法。

人工創(chuàng)建工具坐標(biāo)，一般按工具向?qū)?lái)創(chuàng)建，需要第二個(gè)點(diǎn)同第一個(gè)點(diǎn)U軸差180度。對(duì)于結(jié)構(gòu)緊湊的機(jī)器來(lái)說(shuō)，你是不可能做到的。

即使能做到，這個(gè)過(guò)程是相當(dāng)磨人的。

如果想不轉(zhuǎn)180度創(chuàng)建工具坐標(biāo)，則需要自己寫(xiě)算法，而不是使用工具向?qū)?lái)創(chuàng)建。

這里勇哥介紹一下同事用到的一種利用旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行標(biāo)定的方法，它可以用以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)標(biāo)定的需求。

注意：如果你得人工去創(chuàng)建工具坐標(biāo)的話，就做不到自動(dòng)標(biāo)定了。

另外，自動(dòng)標(biāo)定是需要機(jī)器人里面寫(xiě)程序，IPC上寫(xiě)一段自動(dòng)標(biāo)定的程序與之配合才可以做到的。

第一步：

機(jī)器人吸嘴上放上標(biāo)定片，走矩形四個(gè)位置。取得4組特征點(diǎn)B的像素坐標(biāo)。

同時(shí)取得4組機(jī)械坐標(biāo)，這個(gè)機(jī)械坐標(biāo)是機(jī)器人U軸中心A的機(jī)械坐標(biāo)。（這個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)化了九點(diǎn)標(biāo)定，只取4個(gè)點(diǎn)）

我們同時(shí)有了四組像素與機(jī)械坐標(biāo)，用halcon算子vector_to_hom_mat2d進(jìn)行標(biāo)定。

此時(shí)標(biāo)定的結(jié)果不是我們想要的，它只是把機(jī)器人法蘭盤(pán)中心（U軸中心）的A點(diǎn)和特征點(diǎn)B標(biāo)定在了一起。

因?yàn)闄C(jī)器人默認(rèn)使用tool 0工具坐標(biāo)系工作的，我們這樣標(biāo)定也就是把特征點(diǎn)和Tool 0工具坐標(biāo)的中心（這個(gè)中心就是法蘭盤(pán)的中心）標(biāo)定在了一起。

這是我們的第一次標(biāo)定，它標(biāo)定出來(lái)的結(jié)果是存在一個(gè)固定偏差的，這個(gè)偏差就是法蘭盤(pán)中心（u軸中心）到特征的固定的距離偏差。

標(biāo)定成功后，我們獲得一個(gè)標(biāo)定關(guān)系的矩陣homMat2D

（圖2）

第二步：

接下來(lái)進(jìn)行三點(diǎn)定圓心的操作。如下圖所示，我們通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)器人法蘭盤(pán)（u軸中心）的中心旋轉(zhuǎn)出三個(gè)位置。

通過(guò)三個(gè)特征點(diǎn)B，我們可以求出通過(guò)它們的一個(gè)圓，其圓心是法蘭盤(pán)中心（u軸中心）在相機(jī)坐標(biāo)系中的像素坐標(biāo)。

現(xiàn)在我們求出的圓心只是像素坐標(biāo)，通過(guò)第一步的標(biāo)定關(guān)系矩陣homMat2D，利用halcon算子affine_trans_point_2d可以計(jì)算出這個(gè)圓心的機(jī)械坐標(biāo)。

重要的地方來(lái)了！這個(gè)圓心的機(jī)械坐標(biāo)并不是法蘭盤(pán)的中心坐標(biāo)，而是擁有固定偏差值的一個(gè)坐標(biāo)！

注：如果只看圖3，你可能很疑惑，這3個(gè)角度明明是繞著U軸中心轉(zhuǎn)動(dòng)的呀，為什么說(shuō)這個(gè)中心不是法蘭盤(pán)U軸的中心呢？

注意，這個(gè)三點(diǎn)的中心只是在像素坐標(biāo)系里面是U軸的中心！

但是，當(dāng)你把這個(gè)像素轉(zhuǎn)為機(jī)械坐標(biāo)時(shí)，因?yàn)槟阍瓉?lái)第一次標(biāo)定時(shí)的矩陣homMat2D，里面的信息就是法蘭盤(pán)中心到特征點(diǎn)的關(guān)系，所以此時(shí)你把圓心像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)為機(jī)器坐標(biāo)時(shí)，你還是用的這個(gè)矩陣homMat2D在轉(zhuǎn)換。因此你轉(zhuǎn)化后的機(jī)械坐標(biāo)不是U軸中心，而是法蘭盤(pán)到特征點(diǎn)機(jī)械坐標(biāo)的距離。

（圖3）

第三步

接下來(lái)進(jìn)行第二次標(biāo)定的過(guò)程。

有了第3步的Tool 0工具坐標(biāo)中心的機(jī)械坐標(biāo)，我們可以計(jì)算工具1和工具0的毫米偏差，并把最初標(biāo)定時(shí)的Tool0下的四個(gè)特征點(diǎn)的機(jī)械坐標(biāo)加上這個(gè)毫米偏差，使其變?yōu)門(mén)ool1下的坐標(biāo)，Tool1的工具中心就是我們選取的特征點(diǎn)那個(gè)地方。

說(shuō)人話：法蘭盤(pán)中心（u軸中心）機(jī)械坐標(biāo)減去 用3點(diǎn)定圓那個(gè)圓心的機(jī)械坐標(biāo)，求出固定偏差值。

這個(gè)固定偏差就是法蘭盤(pán)到特征點(diǎn)機(jī)械坐標(biāo)的距離！

然后我們用這個(gè)偏差值更新一下第一次標(biāo)定時(shí)的四組像素與機(jī)械坐標(biāo)數(shù)據(jù)，重新標(biāo)定即可。

這次更新的過(guò)程其實(shí)就是把Tool0下的四組機(jī)械坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為T(mén)ool1下的四組機(jī)械坐標(biāo)。

可能你會(huì)說(shuō)，我們目前為止根本沒(méi)有Tool1呀，這個(gè)沒(méi)關(guān)系，本步驟不需要Tool1，第四步才會(huì)創(chuàng)建Tool1坐標(biāo)。那個(gè)時(shí)候用得上三點(diǎn)圓心的機(jī)械坐標(biāo)了。

第四步

最后利用三點(diǎn)定圓的圓心機(jī)械坐標(biāo)，我們來(lái)創(chuàng)建Tool 1坐標(biāo)系。要實(shí)現(xiàn)求出工具坐標(biāo)x,y的過(guò)程可以在機(jī)器人端寫(xiě)程序，也可以用C#代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是創(chuàng)建Tool 1坐標(biāo)系這一步仍然還是需要在機(jī)器人端來(lái)執(zhí)行。

最后我們就達(dá)到最終的目的：

創(chuàng)建工具坐標(biāo)Tool 1，把工具坐標(biāo)中心創(chuàng)建到標(biāo)定片的Mark點(diǎn)上去，然后生成四組特征點(diǎn)的像素坐標(biāo)與機(jī)械坐標(biāo)。

大功告成！

（圖1： 4個(gè)標(biāo)定點(diǎn)，3個(gè)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，1個(gè)測(cè)試點(diǎn)）

（圖2：第一次標(biāo)定）

（圖3：第二次標(biāo)定）

下面是標(biāo)定的輸出信息，請(qǐng)參考：

C#

CT1機(jī)械坐標(biāo)：
mechanicalPosX=-22.585
mechanicalPosY=170.856

p1
{X = 1102.115 Y = 1110.051}
    IsEmpty: false
    X: 1102.115
    Y: 1110.051
p2
{X = 289.26 Y = 1175.885}
    IsEmpty: false
    X: 289.26
    Y: 1175.885
p3
{X = 1814.609 Y = 1332.285}
    IsEmpty: false
    X: 1814.609
    Y: 1332.285


圓心位置：
{X = 857.9301 Y = 3146.18433}

圓心轉(zhuǎn)機(jī)械坐標(biāo)：
row1AfterTrans={-14.4875695091889}
col1AfterTrans={88.6095108466213}

第一次標(biāo)定后的矩陣：
homMat2D:
{[-0.040066467819754, -0.000775766400971161, 22.3672349752005, 0.000818720706487857, -0.0402510697036496, 214.656297497753]}



偏差：CT1機(jī)械坐標(biāo)-圓心機(jī)械坐標(biāo)
//double spanX = Convert.ToDouble(mechanicalPosX) - row1AfterTrans.D;
//double spanY = Convert.ToDouble(mechanicalPosY) - col1AfterTrans.D;
spanX=-8.0974304908110746
spanY=82.246489153378647


第二次標(biāo)定后的矩陣：
homMat2D:
{[-0.040066467819754, -0.000775766400971159, 14.2299334255784, 0.000818720706487857, -0.0402510697036496, 296.790879463611]}




1713   等待機(jī)器人前往標(biāo)定點(diǎn)1......
1728   模板位置:0, X:438.338, Y:560.191, U:0
1729   機(jī)器人到達(dá)標(biāo)定點(diǎn)1，當(dāng)前像素坐標(biāo)為：457.791;445.217機(jī)械坐標(biāo)為:3.703;197.128

1729   等待機(jī)器人前往標(biāo)定點(diǎn)2.....
1654   模板位置:0, X:414.878, Y:1742.642, U:-0.001
1655   機(jī)器人到達(dá)2號(hào)點(diǎn)，當(dāng)前像素坐標(biāo)為：434.001;1627.619機(jī)械坐標(biāo)為:3.704;149.502

1655   等待機(jī)器人前往標(biāo)定點(diǎn)3......
1601   模板位置:0, X:1679.666, Y:1718.163, U:0.001
1602   機(jī)器人到達(dá)標(biāo)定點(diǎn)3，當(dāng)前像素坐標(biāo)為：1699.957;1602.742機(jī)械坐標(biāo)為:-46.975;151.532

1602   等待機(jī)器人前往標(biāo)定點(diǎn)4......
1605   模板位置:0, X:1700.915, Y:601.786, U:0
1606   機(jī)器人到達(dá)標(biāo)定點(diǎn)4，當(dāng)前像素坐標(biāo)為：1720.958;486.131機(jī)械坐標(biāo)為:-46.975;196.502

1606   開(kāi)始Tool0下的標(biāo)定......
1606   Tool0下標(biāo)定完成，開(kāi)始創(chuàng)建工具坐標(biāo)
1606   等待機(jī)器人前往創(chuàng)建工具2號(hào)點(diǎn)......
1609   模板位置:0, X:315.584, Y:1289.472, U:-0.397
1610   機(jī)器人到達(dá)創(chuàng)建工具2號(hào)點(diǎn)，當(dāng)前像素坐標(biāo)為：289.26;1175.885
1610   等待機(jī)器人前往創(chuàng)建工具3號(hào)點(diǎn)......
1613   模板位置:0, X:1754.706, Y:1432.779, U:0.366
1614   機(jī)器人到達(dá)創(chuàng)建工具3號(hào)點(diǎn)，當(dāng)前像素坐標(biāo)為：1814.609;1332.285
1614   等待機(jī)器人前往創(chuàng)建工具1號(hào)點(diǎn)......
1615   模板位置:0, X:1081.994, Y:1225.572, U:0.001
1616   機(jī)器人到達(dá)標(biāo)創(chuàng)建工具1號(hào)點(diǎn)，當(dāng)前像素坐標(biāo)為：1102.115;1110.051機(jī)械坐標(biāo)為:-22.585;170.856

1612   Tool0工具中心經(jīng)標(biāo)定關(guān)系轉(zhuǎn)化后的坐標(biāo)為：-14.4477;88.7214
1710   機(jī)器人工具1創(chuàng)建完成
1714   模板位置:0, X:1112.962, Y:916.192, U:-0.398
1715   標(biāo)定精度測(cè)試結(jié)果：X偏差：0.104mm,Y偏差：0.041mm
1715   標(biāo)定精度較差
1715   自動(dòng)標(biāo)定完成

本次標(biāo)定成功后，tool1結(jié)果為：

x,y,z,u

82.008, 9.569, 0, 0

這里勇哥想知道的是，怎么把tool1結(jié)果轉(zhuǎn)換為tool0呢？

?

tool0

3.703,197.128

tool1:

-4.377,279.296

顯然并不是簡(jiǎn)單的把Tool0加上工具坐標(biāo)這么簡(jiǎn)單。

審核編輯：劉清