[发明专利]一种摄像装置光心位置标定方法及装置

权利要求书

1.一种摄像装置光心位置标定方法，应用于摄像装置，所述摄像装置安装在机器人的机械臂末端，其中，标定所述摄像装置光心位置的步骤为：

S100.获取摄像装置的镜头参数；

S200.选定工作空间内一个固定于地面的点作为标记点P，并选定机器人末端上的一个点作为工具点T；

S300.机器人的默认工具坐标系标记为T₀，根据工具点T在默认工具坐标系中的位置(x_T1，y_T1，z_T1)建立工具坐标系T₁，根据工具坐标系T₁的角度参数确定出工具坐标系T₁至默认工具坐标系T₀的旋转变换矩阵R₁；

S400.操作机器人，使机械臂的工具点T移动至标记点P，使工具点T与标记点P重合，记录此时机器人的坐标位置(x_P，y_P，z_P)，确定标记点P在基坐标系B中的位置；

S500.操作机器人，使标记点P位于画面中心，记录此时机器人的位置一(x₀，y₀，z₀)，根据机器人姿态参数确定此时机器人由工具坐标系T₁至基坐标系B的姿态变换矩阵R，并记录标记点P在图像中的坐标(u₀，v₀)，计算此时标记点P在工具坐标系T₁中的坐标；

S600.操作机器人，使摄像装置沿垂直于摄像装置光轴的方向平移一段距离D，并保持标记点P始终位于摄像机成像范围界限之内，记录此时机器人的位置二(x₁，y₁，z₁)，并记录标记点P在图像中的坐标(u₁，v₁)；

S700.根据前述获得的标记点P在图像中两处位置的坐标，计算摄像装置的光心位置O_c；

在步骤S700中，具体包括：计算步骤S600中平移的距离D；计算光心Oc与标记点P的距离L；计算光心Oc在机器人工具坐标系T₁中的位置；计算光心在机器人默认工具坐标系T₀中的位置。

2.根据权利要求1所述的摄像装置光心位置标定方法，其特征在于，所述标记点P和工具点T为尖点。

3.根据权利要求2所述的摄像装置光心位置标定方法，其特征在于，获取的摄像装置参数包括摄像装置成像元件像元尺寸d_u以及镜头焦距f。

4.根据权利要求3所述的摄像装置光心位置标定方法，其特征在于，在标定过程中始终保持摄像装置的平面和机器人的基座平面处于水平状态。

5.根据权利要求3所述的摄像装置光心位置标定方法，其特征在于，在步骤S300中，将工具坐标系T₁坐标轴方向设置为摄像机坐标系的方向，摄像装置成像光轴在工具坐标系T₁中的方向向量为

6.根据权利要求5所述的摄像装置光心位置标定方法，其特征在于，在步骤S400至S600中，通过示教的方式手动操作机器人移动。

7.根据权利要求5所述的摄像装置光心位置标定方法，其特征在于，在步骤S500中，标记点P在机器人工具坐标系T₁下的坐标计算方式为：

其中，R^T是转置矩阵。