[发明专利]基于射影单应性矩阵的机器人无标定视觉伺服轨迹规划方法

权利要求书

1.基于射影单应性矩阵的机器人无标定视觉伺服轨迹规划方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)获取理想图像与参考图像：使用安装在机器人上的机载移动相机，针对目标上不少于8个不共面的特征点其中λ＝1,2,3,...m₀,m₀不小于8，在相机理想位姿坐标系下获取理想图像理想图像上各特征点的像素坐标分别为理想图像上第λ个特征点像素坐标的横坐标和纵坐标，随后在相机参考位姿坐标系下获取参考图像参考图像上各特征点的像素坐标为分别为参考图像上第λ个特征点像素坐标的横坐标和纵坐标；

2)获取初始图像：在相机初始位姿坐标系下获取初始图像初始图像上各特征点的像素坐标分别为初始图像上第λ个特征点像素坐标的横坐标和纵坐标；

3)计算射影单应性矩阵：根据所述理想图像所述参考图像以及所述初始图像中各特征点的像素坐标，计算所述初始图像与所述理想图像之间的射影单应性矩阵的真实值G₀₁以及无穷远射影单应性矩阵的真实值其中计算所述射影单应性矩阵的真实值G₀₁的步骤如下：

3.2.1)任选所述目标物上的三个特征点，确定一个平面π；

3.2.2)任选三个不在所述平面π内的特征点上述三个特征点在所述理想图像中的像素坐标为上述三个特征点在所述初始图像中的像素坐标为从而构造如下行列式方程：

3.2.3)选择m₃个位于所述平面π外的点，其中m₃≥5，在所述m₃个点中任选3个根据公式(一)建立方程，运用排列组合建立个方程组成方程组，表示从m₃个特征点中任选3个特征点的组合数量；

3.2.4)求解步骤3.2.3)中的所述方程组，得到与射影单应性矩阵的真实值G₀₁相差倍数关系的矩阵

3.2.5)获取所述相机初始位姿坐标系下各特征点的深度估计值

3.2.6)选择步骤3.2.1)所述的用于确定所述平面π的所述三个特征点中的任意一个特征点，根据如下公式计算射影单应性矩阵G₀₁：

其中，为特征点在相机理想位姿坐标系下的深度估计值；

4)生成射影单应性矩阵空间的轨迹：根据步骤3)中获取的所述射影单应性矩阵的真实值G₀₁以及所述无穷远射影单应性矩阵的真实值生成射影单应性矩阵空间的轨迹G(t)。

2.根据权利要求1所述的基于射影单应性矩阵的机器人无标定视觉伺服轨迹规划方法，其特征在于，步骤1)中，所述相机参考位姿坐标系是在所述相机理想位姿坐标系的基础上，相机进行如下不改变姿态的平移运动获得：所述不改变姿态的平移运动所引起的每个特征点在图像上的像素坐标变化量均不少于10，且各特征点图像均不超出相机视场范围，所述相机参考位姿坐标系与所述相机理想位姿坐标系之间的旋转矩阵R_1a＝I，其中I是单位矩阵。