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焊接机器人无示教模式三维焊缝信息提取摄像机内外参数

时间：2017-07-21 来源：机器人在线 阅读：7265 原创
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 焊接机器人的单个摄像机的内外参数如表3-1所示，其中，是计算机图像坐标系下。u轴和v轴的尺度因子，即有效焦距，满足以下关系为水平方向和竖直方向的像素间距。Y是u轴和v轴的倾斜系数。是图像的光学中心，即主点坐标。R、T是摄像机外部参数，分别为旋转矩阵和平移矩阵。分别为径向和切向畸变系数，描述图像的畸变程度。

通过表3-1所示参数可以建立图像坐标和摄像机坐标间的关系:

如图3-2所示，点P为空间中一景物点，理想成像条件下，点P在焦距归一化

双目视觉系统结构参数
标定试验与结果分析
本系统采用基于平面模板的两步标定法，使用标准黑白棋盘格作为标定板，结合Matlab标定工具箱进行摄像机标定。标定板如图3-3所示，大小为10X10格，每一方格边长为40mm。
为了使得标定结果尽量准确，需要拍摄多幅标定图像。改变标定板的位置，使标定板皆位于左右摄像机的视场内，拍摄得到9幅图像用于标定。以左摄像机为例，图3-4为左摄像机采集到的9幅标定用图像。
运行Matlab Calibration工具箱，选择Read images将上述9幅图像读入内存，选择Extract grid corners进行角点提取。如图3-5所示，为其中一幅图像角点提取的结果。
提取完每一幅图像的角点后，按3.1.3所述的摄像机参数模型可以得到每个进行内参标定。左右摄像机的标定结果如表3-2和表3-3所示。外参数是随着摄像机与标定板位置关系不同而改变，9幅标定图片各对应左右摄像机9组不同的外参数。
运行Analyse error，可得到图像坐标系中角点坐标误差分布图。如图3-6所示，可看出误差以点(0， 0 )成中心对称分布趋势，可认为标定的左右摄像机内外参数可靠、准确。
 
焊接机器人在分别获得左右摄像机内外参数后，按照3.1.4所述计算双目视觉传感器的结构参数，左右摄像机对外位置如下所示:
 
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