[发明专利]一种手眼标定方法

权利要求书

1.一种手眼标定方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

步骤S1：建立转换矩阵D、转换矩阵A、转换矩阵X之间的转换关系，其中，转换矩阵A为机械手坐标系相对于基坐标系下的转换矩阵，转换矩阵D为相机坐标系与世界坐标系之间的转换矩阵，转换矩阵X为相机坐标系相对于工具坐标系的位姿矩阵；

步骤S2：分别计算转换矩阵A和转换矩阵D；

步骤S3：利用Tasi两步法计算转换矩阵X；

步骤S4：利用上述步骤的计算结果，将模型三维坐标转换至机械手坐标系下，完成手眼标定。

2.根据权利要求1所述的一种手眼标定方法，其特征在于，步骤S1的具体实现方法为：

设B为机械手基坐标系，C为相机坐标系，E为工具坐标系，W为世界坐标系，机械手从位置1运动到位置2，机械手工具坐标系从E₁变换到E₂，相机坐标系从C₁变换到C₂，P_B表示机械手基坐标系下的P点，P_C表示相机坐标系下的P点，P_E表示工具坐标系下的P点，P_W表示世界坐标系下的P点，表示E坐标系相对于B坐标系的位姿矩阵，表示C坐标系相对于E坐标系的位姿矩阵，表示W坐标系相对于C坐标系的位姿矩阵，则

建立矩阵位置转换关系为：

其中，分别表示E₁、E₂坐标系相对于B坐标系的位姿矩阵，表示C₁坐标系相对于E₁坐标系的位姿矩阵，表示C₂坐标系相对于E₂坐标系的位姿矩阵，分别表示相机坐标系C₁、C₂下的P点，P_B表示机械手基坐标系下的P点；

建立相机坐标系C与世界坐标系W之间的位置转换关系为：

其中，P_C表示相机坐标系下的P点，表示W坐标系相对于C坐标系的位姿矩阵，P_W表示世界坐标系下的P点；

将公式(2)带入(1)得：

基于基坐标系下的点P_B不变，将公式(3)化简得：

对公式(4)变换形式得：

由于相机固定于机械手上，相机相对于机械手坐标系转换关系不变得：

设则公式(5)变为：

AX＝XD (6)。

3.根据权利要求1所述的一种手眼标定方法，其特征在于，步骤S2中，通过张正友标定法获取转换矩阵D。

4.根据权利要求3所述的一种手眼标定方法，其特征在于，在张正友标定法实现过程中，采用15-20组棋盘格数据进行系统标定转换。

5.根据权利要求3或4所述的一种手眼标定方法，其特征在于，通过张正友标定法获取转换矩阵D的具体方法为：

首先，分别计算和其中，为通过张正友标定法对相机坐标系C₁下的相机标定得到的外参矩阵，为通过张正友标定法对相机坐标系C₂下的相机标定得到的外参矩阵；其次，根据计算转换矩阵D。