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
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原创
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:
焊接机器人
焊接机器人无示教模式三维焊缝信息提取
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