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焊接机器人视觉识别手眼标定

时间：2017-11-24 来源：机器人在线 阅读：12484
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焊接机器人视觉识别手眼标定

手眼系统为摄像头与机械手之间的相对关系，在实际应用中常采取不同的安装形式，而根据机器人与摄像机之间的相对位置关系将手眼系统可以分为Eye-in-Hand系统和Eye-to-Hand系统。摄像机安装于机器人末端执行器上并随机器人一起运动的视觉系统称为Eye-in-Hand式手眼系统。对于摄像机空间位置固定并保持和工装夹具的相对位置不变的视觉系统称为Eye-to-Hand式手眼系统。这两种视觉系统根据自身特点有着不同的应用领域。Eye-to-Hand系统能在小范围内实时调整机器人焊接姿态，保证了焊接工艺性能因此被广泛应用于焊接作业中，因此本文也是采用Eye-to-Hand视觉系统及其标定模型进行研究。对Eye-to-Hand手眼关系进行求解，就是求取摄像机坐标系与机器人基坐标系的相对位置关系。

手眼标定的基本原理

机器视觉是焊接机器人实现智能化和自动化的关键，在实践中常常将摄像机固定在机器人末端或将其固定在环境中合适的位置，构成Eye-in-Hand和Eye-to-Hand的手眼关系。将作为“眼睛”的摄像机装在机器人的末端，形成手眼关系，这种方式的优点是摄像机的视场随着机器人的运动而发生变化，这就增加了它的工作范围，因此大多数的焊接作业中都采用Eye-in-Hand手眼系统。对于Eye-in-Hand的安装方式，通过手眼关系求解可以得到摄像机坐标系与机器人末端坐标系的位姿关系。
 
Eye-to-Hand的安装方式是将摄像机装在环境中合适的位置，形成手眼关系。采用这种安装方式使摄像机的视场固定在某一范围，虽然视场范围比较小，但能满足特定场合。采用这种方式的优点是手眼关系求解过程相对简单。对于Eye-to-Hand的安装方式，通过手眼关系求解可以得到摄像机坐标系与机器人基坐标系的位姿关系。本文选用Eye-to-Hand的安装方式，构建摄像机图像采集实验平台。
 

机器人手眼标定实验

 
 
 
 
摄像机标定和手眼关系的求解是焊接路径识别和自主示教实现的基础，本章介绍的主要内容如下:
1、分析了相机的标定模型，并做了标定实验，得到摄像机的内外参数。
2、提出基于外参数的摄像机标定精度评估方法，评价相机标定结果的精度。
3、介绍了机器人手眼关系的基本原理，并做了手眼关系标定实验，得到手眼关系矩阵。
 
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