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申请/专利权人：西南科技大学

摘要：发明名称一种工业相机在试压端封堵装置上的高精度手眼标定方法摘要本发明公开了一种工业相机在试压端封堵装置上的高精度手眼标定方法。且该系统由试压端封堵装置、工业相机、标定板三部分构成；其标定方法包括以下步骤：1求解相机内参矩阵与畸变矩阵，完成像素坐标系与相机坐标系的转换；2试压端堵装置执行2次小幅度运动，让其安装在封堵装置末端的工业相机在3个不同的位置拍摄标定板；3利用4个反光球的世界坐标系和图像坐标采用PNP算法完成每幅图像中相机坐标系与对应的世界坐标系的转换；4再根据工业相机外部参数和封堵装置的2次运动参量，用矩阵重排的方法求解手眼转换矩阵。本发明解决了试压端封堵装置姿态变换范围小的问题，并且该标定过程简单，计算量小，精度高，适用范围较广。

主权项：1.一种工业相机在试压端封堵装置上的高精度手眼标定方法，其特征在于步骤如下：步骤1：将工业相机与对准轴安装于试压端封堵装置的末端，采用张正友标定法，选用由49个黑色圆点组成的二维平板作为内参标定的靶标，靶标的大小占工业相机视野范围的三分之二，工业相机固定不动，实时采集15张不同位置下的靶标图像，然后使用张正友标定法对工业相机进行内参数标定，最终得到相机的3×3上三角内参矩阵与相机畸变参数矩阵，完成了像素坐标与相机坐标系的转换。步骤2：通过已标定的工业相机测量手眼标定板坐标系和工业相机坐标系之间的外部参数。首先把手眼标定板固定贴在隔水管法兰面上，通过工业相机获取手眼标定板上反光球的图像，采用手工选点的方式获得反光球的中心像素坐标，然后通过MotionCapture系统计算出四个反光球中心的物理坐标，最后通过PNP算法得到手眼标定板坐标系到工业相机坐标系的转换关系。步骤3：通过已建立好的试压端封堵装置运动学模型测量试压堵头坐标系和工业相机坐标系之间的相对位姿，通过标准的DH建模方法确定试压端封堵装置的堵头和基座之间的关节扭角，利用其实物图纸来确定试压端封堵装置的堵头和基座之间的连杆距离。步骤4：首先考虑手眼矩阵的旋转部分，通过试压端封堵装置的2次小幅度旋转运动，得到两个线性方程，通过矩阵重排可以获得其秩为8的18×9的矩阵，将该矩阵进行奇异值分解得到最小特征值对应的特征向量，在经过施密特单位正交化之后，就得到了线性组方程的旋转特解。对于手眼矩阵的平移部分，利用矩阵重排和最小二乘法求出，将旋转和平移部分重新组合，即可得到手眼转换矩阵。

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