手眼标定是指根据机器人的结构和运动学参数,将机械臂的关节末端实际位置与相应的控制器反馈位置进行匹配的过程。这个过程确保了机械臂控制器准确地了解机械臂末端执行器的位置,使机械臂能够进行高精度的运动。
手眼标定的原理基于计算机视觉中的相机标定方法,但与相机标定有所不同。手眼标定需要确定机械臂末端执行器的位置和相机的位置姿态(也称作相机到机械臂世界坐标系的变换矩阵),使得机械臂控制器能够准确地根据相机拍摄到的图像来控制机械臂的运动。因此,手眼标定需要通过特定的标定板或标定物来确定机械臂末端执行器和相机的位置姿态关系。
手眼标定的步骤通常包括以下几个部分:
1. 安装标定板或标定物:将标定板或标定物安装到机械臂末端执行器和相机上。
2. 接收数据:将机械臂末端执行器和相机的数据传输到计算机上。
3. 观察运动:控制机械臂执行器和相机进行特定的运动,例如圆弧、直线等。
4. 计算姿态:分析图像数据,计算机械臂执行器和相机的姿态数据。
5. 标定:将机械臂执行器和相机的姿态数据进行标定,得到机械臂末端执行器和相机之间的位置姿态矩阵。
手眼标定是机器人视觉和控制的重要组成部分,它被广泛应用于以下领域:
1. 机器人导航:通过手眼标定确定机器人和周围环境的空间关系,使机器人从容地避开障碍物并导航到目的地。
2. 工业自动化:手眼标定可以保证机器人在复杂的工业环境中准确地执行任务。例如,自动化的焊接、装配和包装工艺等。
3. 智能制造:通过手眼标定提高机器人的精确度和控制能力,从而提高生产效率并降低成本。
4. 医疗保健:手眼标定可以被用于机器人手术和康复治疗,使得机器人能够准确地执行手术和治疗任务,并且降低了风险。