罕見的機器人視覺伺服中要實現(xiàn)像素坐標與實際坐標的轉(zhuǎn)換，起首就要停止標定，關(guān)于實現(xiàn)視覺伺服節(jié)制，這里的標定不只包羅攝像機標定，也包羅機器人體系的手眼標定。以罕見的焊接機器人體系為例，有兩種構(gòu)型，以下：
即：攝像機流動于機械腳跟攝像機流動于內(nèi)部場景；
實際部門：
以張正友的棋盤標定法為攝像機標定方法，因為攝像機標定成果要用到前面的手眼標定中，以是此處停止分歧方位的棋盤圖片拍攝時須要遵照：標定板流動地位沒有動，手眼組合體變更姿態(tài)拍攝圖片。
攝像機標定的目標：失掉兩組坐標系的兩兩轉(zhuǎn)化矩陣：T1跟T2；
1）失掉圖片像素坐標系P與攝像機坐標系C之間的轉(zhuǎn)換矩陣T1，精確道該當是攝像機坐標系轉(zhuǎn)化為圖片像素坐標系的轉(zhuǎn)換矩陣。可默示為：
P=T1*C;
注釋：T1正在攝像機標定成果中就是內(nèi)參矩陣3x3；
2）失掉攝像相機坐標系C與棋盤上樹立的世界坐標系G之間的轉(zhuǎn)換矩陣T2，精確道該當是坐標系G轉(zhuǎn)化為攝像機坐標系的轉(zhuǎn)換矩陣。可默示為：
C=T2*G;
注釋：T2正在攝像機標定成果中就是外參矩陣4x4，由扭轉(zhuǎn)矩陣r跟平移向量t組成［tr;0001］；
方式：
攝像機標定方式有兩種可選：openCV或許Matlab標定工具箱；
發(fā)起取舍MATLAB應(yīng)用程序——圖像處理與計算機視覺——CameraCalibrator，間接導(dǎo)入拍攝好的圖片便可。可是要留神，利用matlab標定工具箱所失掉的內(nèi)參矩陣、外參扭轉(zhuǎn)矩陣、外參平移向量皆要顛末轉(zhuǎn)置才是精確的成果。
以下圖，MATLAB標定失掉的紅框中依次是外參平移向量、內(nèi)參矩陣、外參扭轉(zhuǎn)矩陣，它們皆須要做轉(zhuǎn)置后才氣使用于本文的公式計較：
2、手眼標定技巧
實際部門：
手眼標定目標：失掉攝像機坐標系C與機械腳坐標系H之間的轉(zhuǎn)換矩陣T3，精確道該當是機械腳坐標系轉(zhuǎn)化為攝像機坐標系的轉(zhuǎn)化矩陣。可默示為：
C=T3*H;
注釋：T3須要依據(jù)公式CX=XD失掉；實際中，離別曉得C、D供出來的X有無量多個解。以是為了實現(xiàn)獨一解，咱們至少須要兩組C跟D，即至少須要3個地位的攝像機標定成果。
此中C的求法以下：
C是兩個攝像機坐標系之間的變更矩陣。可以根據(jù)上述任一兩張標定圖片所得的兩個攝像機標定外參A、B按公式C=A*inv計較失掉的。假定上述攝像機標定中有3張標定圖片的外參標定成果離別是T21、T22、T23，那么可以失掉兩個C矩陣：
C1=T21*inv;
C2=T22*inv;
D的求法以下：
D是兩個機械腳坐標系之間的變更矩陣。假定上述攝像機標定中的3張標定圖片所一一對應(yīng)的機械腳坐標系正在基坐標系（也可以是工件坐標系或許其他流動的參考坐標系）中的描寫矩陣成果離別是H1、H2、H3（H須要從機器人控制器或示教器中讀取），那么可以失掉兩個D矩陣：
D1=inv*H2;
D2=inv*H3;
由以上兩組C跟D，代入CX=XD便可以失掉獨一解X，從而T3=X；
注：上述H1、H2、H3是每張標定圖片對應(yīng)的機械腳坐標系描寫矩陣，正好解釋了攝像機標定中所謂的“標定板流動，手眼運動”的正確性。若是手眼沒有動，轉(zhuǎn)變標定板姿態(tài)停止拍攝，那么H的值皆是一樣的。
依據(jù)攝像機標定已知攝像機外參矩陣T21、T22、T23，還要從機器人控制器中讀取T21、T22、T23離別對應(yīng)的機械腳坐標系H1、H2、H3。控制器中的坐標系描寫矩陣不是間接讀取的，它是以平移向量跟歐拉角形式存在的，以下：
平移向量+歐拉角形式：
平移向量+四元數(shù)形式：
拔取此中任一形式便可，然后將其轉(zhuǎn)化為描寫矩陣。
上述事情實現(xiàn)后，便曾經(jīng)獲得了3個外參矩陣（再次提示，攝像機標定利用MATLAB標定工具箱的話，所失掉的外參扭轉(zhuǎn)矩陣跟平移向量先要轉(zhuǎn)置，即R=r‘，T=t’，然后外參矩陣EX=［RT；0001］）跟3個機械手坐標系矩陣，是以可以離別將3個二維矩陣合為一個三維矩陣，matlab下令以下：
C_ext=cat（3，C_ext1，C_ext2，C_ext3）;
H=cat
最初將C_ext跟H作為參數(shù)代入到以下MATLAB函數(shù)中：
funcTIonTch=GetCamera2HandMatrix
%以下變量：
%H1、H2、H3離別是3個地位的機械手坐標系的姿態(tài)矩陣：3x4x4
%C1、D1、C2、D2、R、w、q、kc1、kc2、kc3、kd1、kd2、kd3、a、b、c、d、h、y均為且則變量
C1=C_ext*inv
C2=C_ext*inv
D1=inv*H
D2=inv*H
R=C1;
q=acos;
w）*;
w）*;
w）*;
kc1=w;
R=C2;
q=acos;
w）*;
w）*;
w）*;
kc2=w;
R=D1;
q=acos;
w）*;
w）*;
w）*;
kd1=w;
并聯(lián)分揀機器人工作原理人工智能分揀機器人R=D2;
q=acos;
w）*;
w）*;
w）*;
kd2=w;
kc3=cross;
kd3=cross;
a=［kc1kc2kc3］;
b=［kd1kd2kd3］;
R=a*inv;%失掉扭轉(zhuǎn)關(guān)聯(lián)矩陣
tc1=C1;
tc2=C2;
td1=D1;
td2=D2;
c=R*td1-tc1;
d=R*td2-tc2;
a=C1-［100;010;001］;
食品分揀機器人b=C2-［100;010;001］;
h=［a;b］;
y=［c;d］;
t=inv*h’*y;%失掉平移關(guān)聯(lián)矩陣
Tch=［Rt;0001］;%失掉終極成果
end
3、依據(jù)標定成果對流動高度方針實現(xiàn)單目定位
實際部門：
由上述1、2兩個標定曾經(jīng)失掉：
攝像機坐標系C-》像素坐標系P的轉(zhuǎn)換矩陣Tpc（即內(nèi)參矩陣，MATLAB標定失掉的要轉(zhuǎn)置）；
機械手坐標系H-》攝像機坐標系C的轉(zhuǎn)化矩陣Tch；
從控制器讀取的機械手坐標系H-》基坐標系B（這個依據(jù)環(huán)境本人正在控制器設(shè)定是基坐標仍是工件坐標系，本文用基坐標系）的轉(zhuǎn)化矩陣Tbh；
已知方針高度流動，為z；
那么基坐標系轉(zhuǎn)化為像素坐標系的變更矩陣就是：Gpb=Tpc*Tch*inv;
依據(jù)Gpb跟z可以失掉以下圖所示的變更進程，分化后可依據(jù)像素坐標求得實際坐標：
醫(yī)院自動分揀機器人此中，Tpc須要留神，應(yīng)正在內(nèi)參矩陣最初增添一個全零列，變成3x4矩陣，以下：
代碼實現(xiàn)：
funcTIonP=GetObjectLocaTIon
%參數(shù)Gtb是對象正在機器人基坐標中的描寫矩陣（也就是對象坐標系-》基坐標系的變更矩陣）
%內(nèi)參矩陣
Kl=［18519.7550.50;
01844.4299.70;
Gctl=［-0.9620-0.29740.0156-2.6405;
0.3266-0.95520.005659.7141;
0.01300.00031.;
0001.0000］;
G=inv;
z=10;%指定物體的高度
M=Kl*Gctl*G;
Ml=［u*Mu*M;v*Mv*M］;
Mr=［M-*z;M-*z］;
P=inv*Mr;%失掉物體的地位
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