機器人手眼標(biāo)定技術(shù)你真的懂嗎？

所謂手眼系統(tǒng)，就是人眼睛看到一個東西的時候要讓手去抓取，就需要大腦知道眼睛和手的坐標(biāo)關(guān)系。如果把大腦比作B，把眼睛比作A，把手比作C,如果A和B的關(guān)系知道，B和C的關(guān)系知道，那么C和A的關(guān)系就知道了，也就是手和眼的坐標(biāo)關(guān)系也就知道了。

相機知道的是像素坐標(biāo)，機械手是空間坐標(biāo)系，所以手眼標(biāo)定就是得到像素坐標(biāo)系和空間機械手坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化關(guān)系。

在實際控制中，相機檢測到目標(biāo)在圖像中的像素位置后，通過標(biāo)定好的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣將相機的像素坐標(biāo)變換到機械手的空間坐標(biāo)系中，然后根據(jù)機械手坐標(biāo)系計算出各個電機該如何運動，從而控制機械手到達指定位置。這個過程中涉及到了圖像標(biāo)定，圖像處理，運動學(xué)正逆解，手眼標(biāo)定等。

常用的標(biāo)定方法有：九點標(biāo)定

九點標(biāo)定：

九點標(biāo)定直接建立相機和機械手之間的坐標(biāo)變換關(guān)系。
讓機械手的末端去走這就9個點得到在機器人坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，同時還要用相機識別9個點得到像素坐標(biāo)。這樣就得到了9組對應(yīng)的坐標(biāo)。
由下面的式子可知至少需要3個點才能求出標(biāo)定的矩陣。

（1）、標(biāo)定，Halcon中進行9點標(biāo)定的算子

C#

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%前面求出圖像坐標(biāo)
area_center(SortedRegions，Area,Row,Column) %
Column_robot := [275,225,170,280,230,180,295,240,190]
%機器人末端運動到9點的列坐標(biāo)
Row_robot := [55,50,45,5,0,-5,-50,-50,-50]
%機器人末端運動到9點的行坐標(biāo)
vector_to_hom_mat2d(Row,Column,Row_robot,Column_robot,HomMat2D)
%求解變換矩陣，HomMat2D是圖像坐標(biāo)和機械手坐標(biāo)之間的關(guān)系

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（2）、求解

C#

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affine_trans_point_2d(HomMat2D,Row2,Column2,Qx,Qy)
%由像素坐標(biāo)和標(biāo)定矩陣求出機器人基礎(chǔ)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)

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一些特殊情況的解釋：

有些情況中我們看到相機固定在一個地方，然后拍照找到目標(biāo)，控制機械手去抓取，這種就很好理解。我們也叫做eye-to-hand

還有一種情況是相機固定在機械手上面，這種情況的標(biāo)定過程實際上和相機和機械手分離的標(biāo)定方法是一樣的，因為相機拍照時，機械手會運動到相機標(biāo)定的時候的位置，然后相機拍照，得到目標(biāo)的坐標(biāo)，再控制機械手，所以簡單的相機固定在末端的手眼系統(tǒng)很多都是采用這種方法，標(biāo)定的過程和手眼分離系統(tǒng)的標(biāo)定是可以相同對待的。我們也叫做eye-in-hand

審核編輯：黃飛