基于OpenCV的機(jī)器人雙目手眼標(biāo)定系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、給機(jī)器人加上視覺(jué)，使機(jī)器人像人一樣能獨(dú)立感知周圍環(huán)境，是機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)巨大進(jìn)步。機(jī)器人的雙目手眼定位系統(tǒng)就是在機(jī)器人手臂上加上雙目攝像機(jī)，利用雙目相機(jī)獲得空間目標(biāo)位置，再通過(guò)手眼關(guān)系轉(zhuǎn)換到機(jī)器人坐標(biāo)系下，得到目標(biāo)在機(jī)器人坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。在本文中主要研究了該系統(tǒng)中的雙目手眼標(biāo)定問(wèn)題，然后利用OpenCV視覺(jué)庫(kù)編程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)標(biāo)定軟件。
　　機(jī)器人的雙目手眼標(biāo)定系統(tǒng)主要包括立體標(biāo)定和手眼關(guān)系標(biāo)定兩個(gè)方面，其中立體標(biāo)定包括單目相機(jī)標(biāo)定和雙

2、目相機(jī)之間的關(guān)系標(biāo)定；手眼關(guān)系標(biāo)定是標(biāo)定其中一個(gè)相機(jī)與機(jī)器人末端手爪之間的關(guān)系。本文研究了相機(jī)成像模型及相機(jī)標(biāo)定算法，利用Zhang和Heikkila相結(jié)合的標(biāo)定方法完成單目相機(jī)的非線性模型的標(biāo)定，再通過(guò)優(yōu)化方法獲得雙目相機(jī)之間的相對(duì)位置關(guān)系，完成了立體標(biāo)定。同時(shí)，通過(guò)分析手眼標(biāo)定現(xiàn)有理論的，選用Tsai方法進(jìn)行手眼標(biāo)定。具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程是將立體標(biāo)定和手眼標(biāo)定同時(shí)完成，其中立體標(biāo)定需要機(jī)器人在9個(gè)不同位置獲取棋盤格圖像，手眼標(biāo)定需要機(jī)器人在

3、3個(gè)不同位置獲取目標(biāo)圖像，因此，本文實(shí)現(xiàn)的標(biāo)定系統(tǒng)將兩部分融合在一起完成，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、快速。
　　最后，基于實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的MOTOMAN工業(yè)機(jī)器人視覺(jué)平臺(tái)，利用C++語(yǔ)言和OpenCV視覺(jué)庫(kù)在Visual Studio2008軟件平臺(tái)上編程，實(shí)現(xiàn)了一套完整的標(biāo)定系統(tǒng)，包括單相機(jī)標(biāo)定、雙目相機(jī)標(biāo)定、手眼標(biāo)定，可以獨(dú)立完成，也可以一次性統(tǒng)一完成，操作簡(jiǎn)捷、方便。具體程序?qū)崿F(xiàn)過(guò)程為：利用相機(jī)標(biāo)定程序，求得了左右相機(jī)的內(nèi)參數(shù)和畸變系數(shù)；然后調(diào)