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机器人三点标定法计算过程三点标定法的计算过程可以分为以下几个步骤：1.硬件配置：首先，需要保证机器人末端执行器能够在三个不同位置的姿态下被准确地测量，通常使用传感器来获取机器人末端执行器的位置和姿态信息。
此外，还需要确保机器人的关节角度能够被准确地测量。
2.数据采集：在进行三点标定之前，需要采集机器人末端执行器在三个不同位置的姿态，以及对应的关节角度。
通常采集一组包含多个数据点的数据集，每个数据点包括机器人的姿态（如位置和姿态信息）以及对应的关节角度。
3.姿态计算：将采集到的姿态数据转换成机器人坐标系中的坐标表示。
根据机器人末端执行器在三个不同位置的姿态和对应的关节角度，可以使用逆运动学计算方法来计算机器人的末端执行器位姿。
逆运动学计算方法通常是通过解决一组非线性方程来估计机器人的关节角度。
4.关节角度计算：将计算得到的机器人末端执行器位姿反向传递到机器人的关节空间中，从而得到对应的关节角度。
要利用机器人的正运动学模型，该模型可以通过机器人的几何参数和驱动器参数来表达。
此外，还需要解决由正运动学模型引起的奇异性问题。
5.坐标系估计：将计算得到的关节角度和姿态数据传递给三点标定算法，通过最小二乘法或其他优化方法来估计机器人的坐标系。
该算法通常通过将机器人的关节角度和姿态与测量得到的姿态数据进行比较，通过最小化误差来估计机器人的坐标系。
以上是机器人三点标定法的主要计算过程。
通过测量机器人末端执行器在三个不同位置的姿态和对应的关节角度，然后利用逆运动学计算方法和正运动学模型，最终估计出机器人的坐标系。
这个过程需要确保传感器的准确性和稳定性，并且需要高度精确的机器人模型。
第35卷，增刊红外与激光工程2006年10月V01．35S uppl e m e nt埘‰d龃d Las er E ng沁e血g oc t．2006移动机器人结构光视觉李秀智，张广军(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100083)摘要：提出并实现了一种用于移动机器人实时自主导航系统的结构光视觉传感器。
详细介绍了该视觉传感器的工作原理、数学模型、标定方法以及视觉图像的处理方法。
这种主动式方法避开了立体匹配过程，实现了障碍物位置信息的快速探测。
利用传感器几何约束，有效地剔除了的视觉图像中干扰的信息。
该视觉传感器已成功应用于室内移动机器人避障与导航，说明该视觉方法是有效、可靠的。
关键词：移动机器人；结构光；标定；干扰；重建中圈分类号：T P391．4文献标识码：A文章编号l1007．2276(2006)增D-0383一06R eal—t i m e m obi l e r obot na V i ga t i on based on st m ct ur ed l i ght V i s i onU)【i u—zl l i，zH A N G G u锄g_j un(Sch∞l0f hl snun啪t鲥∞s de n∞and0I粕el‘：ct啪i csEngi neeri ng。
B嘶i nguni Ve璐蚵ofA即on跚吐cs如dA s岫aIni馏，B啕i ng100083，a血a)A bst l m ct：A s仃uct I l鼻ed l i ght V i s i on s e nsor des i g ned f or real t曲e m obi l e r obot锄t onoI nous navi gat i on is deV el oped and呻lem ented．0perating pr i nci pl e，m am em at i c m odel，cal i brat i on and i m a ge pr oces s i ng t ec hI l i ques a∞i nt r oduced iI l det a i l．St er e0m at cm ng i s unnece s s ar y i n t hi s a ct i V e t)，pe of s ens or'w l l i ch re S ul t s iⅡf as t0_bst acl e detect i on．D i st ur b加ce iI l V i s i on血age i s er as ed s uccess f ul l y under geom et r i cal c ons仃aj l l t s．The st nl ct U u硼l i咖s锄s or has be en s uc c es s ful l y em pl oye d i n i ndoor m obi l e r ob ot ob s t acl e avoi dance锄d naV i g撕on，w hi ch dem ons仃at es t he ef!f色ct i V en ess aI l d r ehabi l i t y of m e pr es ent ed V i s i on t e chni que．K e yw or d：M obi l e r obot；S协l ct u硼U ght；C al i bm don；D i s劬锄ce；Recons仃llcti傩O引育如何有效、可靠的感知环境是移动机器人的研究热点。
基于全景视觉的单目SLAM系统的开题报告1. 题目背景随着移动机器人技术的快速发展，SLAM技术已经逐渐成为机器人导航、自主探索、环境构建等重要的基础技术。
在SLAM技术中，单目SLAM是最具有前景的一个分支，因为它不需要复杂的硬件配置，只需要一台传统的单目相机即可实现立体视觉的效果。
然而，由于单目相机的深度感知信息少，难以确定摄像机在三维空间的位置和姿态，单目SLAM 产生的误差较大。
全景相机具有对周围环境进行全方位感知的能力，能够提供更多的景深信息，有效改善单目SLAM的精度。
目前已有一些研究者尝试基于全景相机实现SLAM技术，但是这些方法多数是基于扫描式全景相机，因此存在拍摄速度慢、耗费时间长、缺乏精度等问题。
因此，基于全景视觉的单目SLAM系统仍然需要深入研究。
2. 研究目的本文旨在基于全景视觉构建单目SLAM系统，提高相机测量精度和稳定性，为实现高精度的移动机器人导航和环境构建提供新的技术途径。
3. 研究内容(1) 文献综述综述国内外相关研究现状，包括全景相机、单目SLAM等技术的发展和应用。
分析目前存在的问题以及未来的发展方向和趋势。
(2) 全景相机建模和标定建立全景相机的数学模型，进行相机内外参数标定，获取完整的相机几何信息。
(3) 全景图像拼接及特征提取对全景图像进行有效的拼接，提取关键点、特征点等图像特征，应用视觉SLAM算法，计算相机的位姿。
(4) SLAM后端优化根据前端提取的特征点，计算相机位姿，在此基础上进行后端优化，消除误差和提高稳定性。
(5) 实验验证与分析通过实际测试，验证系统的精度和稳定性，分析系统的性能和局限，并提出改进方案。
4. 研究意义和预期结果本文旨在提出一种基于全景视觉的单目SLAM系统，以解决传统单目SLAM相机深度感知不足的问题，提高相机的定位精度和稳定性，为移动机器人导航和环境构建提供更好的基础技术支持。
预期结果是：(1) 建立全景相机的数学模型，对其进行有效的标定，获取完整的相机几何信息；(2) 提出一种针对全景图像的SLAM算法，有效识别图像中的特征点，计算相机的位姿；(3) 通过实际测试，验证系统的精度和稳定性，并提出改进方案。
计算机视觉立体匹配方法摘要:立体匹配技术是计算机视觉研究中的关键技术之一。
本文根据立体匹配的内容,从基元选择、匹配准则、算法结构三个方面进行了阐述。
指出了主要匹配算法的特点和研究的发展趋势。
关键词:立体匹配基线极线计算机视觉研究是通过从二维平面的图像中获得三维空间的结构和属性等信息,从而完成在复杂多变的环境中导航和识别等一系列工作。
随着技术的不断升级和新产品的快速引入,计算机视觉技术的研究越来越受到科技界的重视,而随着研究的不断深入,计算机视觉技术的应用领域也得到进一步的拓展[1]。
计算机视觉技术是用计算机来模拟生物外显或宏观视觉功能的科学和技术,用计算机图像创建或恢复现实世界的模型,反过来认知现实的世界。
目前,计算机视觉技术的应用领域包括对照片特别是航拍照片和卫星照片的解析、武器的精确制导、移动设备的立体视觉导航、医学辅助诊断、工业机器人的控制系统、地理地图的绘制、物体三维形状分析与识别以及智能人机接口等,在立体视觉的应用中非常广泛的应用。
立体匹配是立体视觉中最重的也是最困难的问题。
选择正确的匹配特征、寻找特征间的本质属性及建立能正确匹配所特征的稳定算法。
1 立体视觉匹配的内容立体视觉是由多幅图像获取的物体三维几何的信息方法,立体匹配是三维声景结构信息获取的研究热点之一,是从两上视点观察同一景物以获取立体像对匹配出相应像点,从而计算出视差并获得三维信息。
点、线和区域特征等是常用匹配特征。
其中最为基本和简单的是点状特征,具有定位准确、检测和描述容易重建精度高优点。
区域基元和线状基元含有更丰富的图像信息,在图像中数目较少,匹配快速,其中区域基元具有最好的全局属性。
对于匹配基元类型的选择取决于匹配图像对本身的属性特点和应用要求。
匹配合理地选择是立体视觉匹配问题的解决主要方法,要求具有性能稳定、抗噪性强、易于检测和描述。
通过抽取图像局部结构较为丰富的描述来减少错误对应的可能性。
在两幅图的共轭点间作匹配时应用选择性规则来限制搜索空间。
双目立体视觉技术的实现及其进展摘要：阐述了双目立体视觉技术在国内外应用的最新动态及其优越性。
指出双目体视技术的实现分为图像获取、摄像机标定、特征提取、立体匹配和三维重建几个步骤，详细分析了各个步骤的技术特点、存在的问题和解决方案，并对双目体视技术的发展做了展望。
关键词：双目立体视觉计算机视觉立体匹配摄像机标定特征提取双目立体视觉是计算机视觉的一个重要分支，即由不同位置的两台或者一台摄像机（CCD）经过移动或旋转拍摄同一幅场景，通过计算空间点在两幅图像中的视差，获得该点的三维坐标值。
80年代美国麻省理工学院人工智能实验室的Marr提出了一种视觉计算理论并应用在双目匹配上，使两张有视差的平面图产生在深度的立体图形，奠定了双目立体视觉发展理论基础。
相比其他类的体视方法，如透镜板三维成像、投影式三维显示、全息照相术等，双目视觉直接模拟人类双眼处理景物的方式，可靠简便，在许多领域均极具应用价值，如微操作系统的位姿检测与控制、机器人导航与航测、三维测量学及虚拟现实等。
1 双目体视的技术特点双目标视技术的实现可分为以下步骤：图像获取、摄像机标定、特征提取、图像匹配和三维重建，下面依次介绍各个步骤的实现方法和技术特点。
1.1 图像获取双目体视的图像获取是由不同位置的两台或者一台摄像机（CCD）经过移动或旋转拍摄同一幅场景，获取立体图像对。
其针孔模型如图1。
假定摄像机C1与C2的角距和内部参数都相等，两摄像机的光轴互相平行，二维成像平面X1O1Y1和X2O2Y2重合，P1与P2分别是空间点P在C1与C2上的成像点。
但一般情况下，针孔模型两个摄像机的内部参数不可能完成相同，摄像机安装时无法看到光轴和成像平面，故实际中难以应用。
上海交大在理论上对会摄式双目立体视系统的测量精度与系统结构参数之间的关系作了详尽分析，并通过试验指出，对某一特定点进行三角测量。
该点测量误差与两CCD光轴夹角是---复杂的函数关系；若两摄像头光轴夹角一定，则被测坐标与摄像头坐标系之间距离越大，测量得到点距离的误差就越大。
发那科机器人3D视觉快速标定方法
何家恒
【期刊名称】《科技与创新》
【年(卷),期】2022()21
【摘要】主要阐述了机器人视觉系统标定的现状以及现有标定方法的优缺点,标定主要是通过视觉系统软件设置,建立视觉画面上的点位与机器人位置的相对应关系。
对工件进行视觉成像,与已标定的工件进行比较,得出偏差值,即机器人抓放位置的补偿值。
主要利用发那科分拣机器人3D视觉系统的通信和服务功能,通过在目标区
域内触发固定摄像机,利用机器人末端执行器的标定板进行多次学习拍照,再利用机
器人应用程序设计,记录多组图像点和机器人坐标点。
进而标定图像点与机器人坐
标固定点之间的关系,通过编写与工作环境相关的机器人程序,根据计算结果自动标
定相关影响因素,完成可靠性测试,从而确认改进方法计算的工件坐标偏差。
与传统
的2点示教方法相比,工件位置的偏差可以大大减小,从而大大提高了标定速度、方便性和标定精度。
【总页数】4页(P62-64)
【作者】何家恒
【作者单位】广州市技师学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP242
【相关文献】
1.并联机器人视觉抓取系统快速标定方法的研究
2.自主分拣机器人视觉系统的快速标定方法
3.基于3D视觉传感器的龙门架机器人手眼标定方法
4.发那科公司推出其首个机器人视觉系统
5.发那科推出其首个内置机器人视觉系统iRVision
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双目视觉定位原理详解1. 引言双目视觉定位（Binocular Visual Localization），也被称为立体视觉定位，是一种通过两个相机获取场景深度信息，并根据这些信息确定相机在三维空间中的位置和姿态的技术。
它是计算机视觉领域的一个重要研究方向，广泛应用于机器人导航、增强现实、视觉测量等领域。
本文将从基本原理、算法流程和应用实例三个方面详细介绍双目视觉定位的原理。
2. 基本原理双目视觉定位的基本原理是通过两个相机模拟人眼的双目视觉系统，利用视差（Disparity）来计算深度信息，进而确定相机在空间中的位置和姿态。
下面将详细介绍双目视觉定位的基本原理。
2.1 立体几何立体几何是双目视觉定位的基础。
它描述了相机在三维空间中的位置和姿态，以及图像中物体的几何信息。
在立体几何中，我们有以下几个重要的概念：•相机坐标系（Camera Coordinate System）：相机坐标系是相机所在位置的局部坐标系，以相机光心为原点，相机的X轴向右，Y轴向下，Z轴朝向场景。
•世界坐标系（World Coordinate System）：世界坐标系是场景的全局坐标系，以某个固定点为原点，一般选择一个或多个地面上的特征点作为参考。
•相机投影（Camera Projection）：相机将三维空间中的点投影到二维图像平面上，形成相机图像。
•图像坐标系（Image Coordinate System）：图像坐标系是相机图像上的坐标系，原点通常位于图像的左上角，X轴向右，Y轴向下。
•像素坐标（Pixel Coordinate）：像素坐标是图像中的离散点，表示为整数坐标（x, y）。
2.2 视差与深度视差是指双目摄像机的两个成像平面上，对应点之间的水平像素位移差。
通过计算视差，可以获得物体的深度信息。
视差与深度的关系可以用三角几何来描述。
假设相机的基线长度为 b，两个成像平面之间的距离为 f，视差为 d，物体的真实深度为 Z，则有以下关系：[ Z = ]由于视差在像素坐标中的表示是一个差值，而不是直接的深度信息，因此需要进行视差计算来获取深度。
基于消影点的机器人视觉测量系统标定方法 李强 【摘 要】This paper presents a new method to calibrate the robot visual measurement system based on vanishing point. In the paper, a laser tracker is used to calibrate the robot twist angles. The pose of the camera relative to the planar target is obtained by the lines in the target plane and the vanishing line of the plane. Then the rotation of the hand eye relationship is obtained by the constraint that the world frame and the robot base frame are constant relatively. The translation of the hand eye relationship, the errors of the link length and errors of joint offsets are obtained by the distance constraint. Experiments are performed and the results show that the accuracy of the robot visual measurement system is improved about 10 times after calibrated.%本文提出了基于消影点的机器人视觉测量系统标定方法。首先，利用激光跟踪仪对机器人连杆扭角进行标定；然后通过靶平面上直线与靶平面的消影线，确定摄像机的姿态；再根据世界坐标系相对机器人基坐标系不变的约束，求解机器人与摄像机的旋转矩阵；最后利用距离约束对手眼关系的位移量以及机器人连杆长度及连杆距离误差进行优化求解。经过标定，机器人视觉测量系统测量精度提高了10倍。
《基于多传感器融合的移动机器人定位系统研究》一、引言随着科技的不断发展，移动机器人在许多领域得到了广泛的应用，如物流、安防、救援等。
其中，定位技术是移动机器人实现自主导航和智能决策的关键技术之一。
然而，由于环境复杂性和传感器测量误差等因素的影响，单一的传感器定位方法往往难以满足高精度、高稳定性的要求。
因此，本文提出了一种基于多传感器融合的移动机器人定位系统，旨在提高机器人的定位精度和稳定性。
二、多传感器融合技术概述多传感器融合技术是通过集成多个传感器信息，实现更高精度、更稳定的机器人定位。
本系统中采用了激光雷达、视觉摄像头、IMU（惯性测量单元）等多种传感器进行数据融合。
激光雷达可以提供环境的三维点云数据，视觉摄像头可以捕捉环境的颜色、纹理等特征信息，IMU可以提供机器人自身的姿态和速度信息。
这些传感器的数据在系统内进行实时处理和融合，以提高机器人的定位精度和稳定性。
三、系统设计与实现1. 传感器选型与布置在选型与布置上，本系统针对不同的传感器进行了细致的考虑。
激光雷达采用高精度的三维扫描器，能够提供高精度的环境信息；视觉摄像头选用具有高分辨率和低噪声的型号，以捕捉更多的环境特征信息；IMU则选用具有高精度和高稳定性的型号，以提供准确的姿态和速度信息。
在布置上，传感器应尽可能地覆盖机器人的周围环境，以提高信息的完整性和准确性。
2. 数据采集与预处理系统通过传感器实时采集环境数据，并进行预处理。
预处理包括数据去噪、特征提取等步骤，以提高数据的准确性和可靠性。
同时，系统还对数据进行时间同步和空间配准，以确保不同传感器数据之间的时间一致性和空间一致性。
3. 多传感器数据融合多传感器数据融合是本系统的核心部分。
系统采用卡尔曼滤波器等算法对不同传感器的数据进行融合处理，以实现更高精度的定位。
在融合过程中，系统还考虑了不同传感器的测量误差和动态变化特性等因素，以提高系统的稳定性和鲁棒性。
四、实验与分析为了验证本系统的性能和效果，我们进行了多次实验和分析。
基于HALCON的机器人视觉系统标定方法研究宋岳秦;卢军;孙姝丽【摘要】本文提出一种基于HALCON,可以较准确地求出斜切角的工业机器人视觉系统的标定方法.首先对摄相机采集的图片进行标定,从而获取摄像机的参数和位资;其次通过机械手标定得到图像坐标系与机械坐标系可进行相互换算的对应关系;最后将图像坐标系对应的点经过旋转平移转换到机械坐标系,可根据识别得到的像素位置去引导机械手抓取,实验结果表明该标定方法能够提高工业机器人视觉系统的精度、实用性强.【期刊名称】《南方农机》【年(卷),期】2018(049)020【总页数】3页(P46-48)【关键词】机器人标定;斜切角;机器视觉【作者】宋岳秦;卢军;孙姝丽【作者单位】陕西科技大学机电工程学院,陕西西安 710021;陕西科技大学机电工程学院,陕西西安 710021;陕西科技大学机电工程学院,陕西西安 710021【正文语种】中文【中图分类】TP242机器视觉标定是工业机器人的关键技术之一[1]。
摄像机标定是准确测量目标物体的必要过程，通过机器人视觉系统的标定，得到世界坐标系与图像坐标系之间的转换关系，从而可将被检测物体的像素坐标换算成物理坐标，并把结果传给机器设备使其能进行对应的移动。
机器人视觉系统的关键部分是图像处理，HALCON是德国Mvtec公司开发的图像处理软件[2]，具有完善的图像处理库和机器视觉集成开发环境，提供了大量的函数库，包括Blob分析、形态学、几何定位、三维目标识别定位和立体视觉等。
1 视觉系统介绍机器视觉系统是利用机器代替人眼来做各种测量和判断，它是计算及科学的一个重要分支，综合了光学、机械、电子、计算机软硬件等方面的技术，涉及到计算机、图像处理、模式识别、人工智能、信号处理、光机电一体化等多个领域。
图像处理和模式识别等技术的快速发展，也大大地推动了机器视觉的发展[3]，视觉系统的硬件主要由镜头、摄像机、图像采集卡、输入输出单元、控制装置构成。
机器人手眼系统的标定方法分析与比较摘要：机器人手眼系统的准确标定对于机器人精准操作至关重要。
本文将分析和比较目前常用的机器人手眼系统标定方法，包括基于外部跟踪技术的标定方法、基于视觉特征的标定方法、基于运动约束的标定方法和基于自标定的方法。
通过比较各种方法的优缺点，旨在为机器人手眼系统的标定提供参考。
1. 引言机器人手眼系统即机器人手部和眼部的结合，是实现机器人精准操作的关键。
机器人手眼系统的精确标定对于提高机器人的操作精度至关重要。
标定系统包括标定板、相机、机器人手部和机器人控制系统等多个部分。
因此，针对机器人手眼系统的准确标定方法是一个极其重要且复杂的问题。
2. 基于外部跟踪技术的标定方法基于外部跟踪技术的标定方法使用外部传感器（如激光测距仪或相机）来追踪机器人手部和相机的运动轨迹，并通过计算来确定二者之间的相对关系。
这种方法的优势在于实时性好，定位准确。
然而，它需要额外的外部传感器并且对空间环境要求较高。
3. 基于视觉特征的标定方法基于视觉特征的标定方法是通过找到机器人手部和相机图像中的特征点，并计算它们在空间中的对应关系来进行标定。
这种方法不需要额外的外部传感器，只需利用相机获取图像信息。
优点是简单、灵活，但存在视觉特征提取困难、特征匹配误差的挑战。
4. 基于运动约束的标定方法基于运动约束的标定方法是通过分析机器人手部和相机在运动过程中的约束关系来进行标定。
这种方法充分利用了机器人手部和相机之间的物理关系，减少了外部传感器的需求。
然而，该方法对系统的运动模型要求较高，且计算过程较为复杂。
5. 基于自标定的方法基于自标定的方法是通过让机器人手部和相机自行完成一系列视觉和运动操作，从而实现标定过程。
该方法不需要任何外部帮助，可自适应不同的场景，具有较好的鲁棒性。
但准确性较低，并且需要较长时间的训练。
6. 方法比较与总结通过比较以上四种常用的机器人手眼系统的标定方法，我们可以看出每种方法都有其独特的优缺点。
一种固定视点的机器人手眼关系标定方法谢小鹏;彭泽林【摘要】Aiming at the problem of hand-eye calibration of robot with stationary viewpoint,a new hand-eye calibration method is proposed according to the characteristics of robot with stationary viewpoint and visual system.Based on the binocular vision measurement,the end of the manipulator is controlled to achieve three translational movements,and the rotation matrix is calibrated by the translation amount of the end and the binocular visual measurement value.Then the end of the manipulator is controlled to perform one rotation movement,and the translation matrix in hand-eye relationship is calibrated by the rotation amount of end and the binocular visual measurement value.The visual-robot positioning accuracy test shows that,after calibrating the hand-eye relationship,the average spatial distance deviation of positioning accuracy is 0.53mm and the standard deviation is 0.19mm.This method can achieve high accuracy without solving complex solutions and the calibration process is simple,which means the method has certain application value.%针对固定视点的机器人手眼关系标定问题,根据固定视点机器人及视觉系统结构特点,提出一种固定视点机器人手眼关系求解方法.该方法在双目视觉测量的基础上,首先控制机械臂末端进行3次平移运动,通过末端平移量及双目视觉测量值标定手眼关系中的旋转矩阵;接下来控制机械臂末端进行1次旋转运动,通过末端旋转量及双目视觉测量值标定手眼关系中的平移矩阵.经视觉关联机器人定位准确度试验验证,使用该方法进行手眼关系标定后,定位准确度空间距离偏差均值为0.53 mm,标准差为0.19 mm.该方法无需复杂求解,即可实现较高准确度,具有一定应用价值.【期刊名称】《中国测试》【年(卷),期】2018(044)006【总页数】6页(P1-5,16)【关键词】机器人;固定视点;手眼关系标定;双目视觉【作者】谢小鹏;彭泽林【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州 510640;华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州 510640【正文语种】中文0 引言随着工业自动化和智能化的发展，工业机器人被广泛应用于生产制造的各个领域中。
