如何确定机械臂与相机之间的变换关系,即相机坐标系到机械臂坐标系的变换矩阵
时间: 2024-05-27 18:08:54 浏览: 28
确定机械臂与相机之间的变换关系,即相机坐标系到机械臂坐标系的变换矩阵需要进行相机和机械臂的标定。具体步骤如下:
1. 相机标定:通过拍摄不同位置的标定板或者标定物体,获取相机的内参矩阵和畸变参数。内参矩阵包括焦距、主点位置和像素尺寸等参数,畸变参数则用于校正相机镜头的畸变。
2. 机械臂标定:通过移动机械臂的关节或者末端执行器,测量机械臂各个部分的长度和相对位置,计算机械臂的运动学模型。运动学模型可以描述机械臂的末端执行器位姿与关节角度之间的关系。
3. 相机和机械臂的外部标定:将相机和机械臂固定在同一个平面上,通过拍摄相同的标定物体或者标定板,获取相机坐标系下标定点和机械臂坐标系下标定点之间的对应关系。对应关系可以使用PnP算法计算出相机坐标系到机械臂坐标系的变换矩阵。
4. 相机和机械臂的内部标定:通过对机械臂进行运动,控制相机拍摄不同角度和位置的物体或者场景,获取相机坐标系下的三维点云和机械臂坐标系下的姿态信息,使用ICP算法或者其他配准算法计算相机坐标系和机械臂坐标系之间的变换关系。
通过以上标定方法,可以计算出相机坐标系到机械臂坐标系的变换矩阵,从而实现将相机坐标系下的三维坐标转化为机械臂坐标系下的三维坐标。
相关问题
ros 机械臂 相机坐标系如何变换到基坐标系
在 ROS 中,一个机械臂通常由多个关节组成,每个关节都有自己的坐标系。此外,机械臂通常还配备了一些传感器,如相机等,这些传感器也有自己的坐标系。
在进行机械臂控制和感知任务时,需要将传感器采集到的数据转换到机械臂基坐标系(也称为世界坐标系)中,以便机械臂能够正确地执行任务。这个过程就是坐标系变换。
具体来说,将相机坐标系转换到机械臂基坐标系的过程分为两步:
1. 相机坐标系到机械臂末端执行器坐标系的变换
这个变换通常由相机厂商提供相应的标定文件,可以通过 ROS 中的 camera_calibration 工具包进行标定。标定完成后,可以得到相机坐标系到机械臂末端执行器坐标系的变换矩阵。
2. 机械臂末端执行器坐标系到机械臂基坐标系的变换
这个变换通常由机械臂厂商提供机械臂的 DH 参数,可以通过 ROS 中的 moveit 工具包进行建模。建模完成后,可以得到机械臂末端执行器坐标系到机械臂基坐标系的变换矩阵。
将这两个变换矩阵相乘,就得到了相机坐标系到机械臂基坐标系的变换矩阵。然后,就可以用这个变换矩阵将相机坐标系采集到的数据转换到机械臂基坐标系中了。
眼在手上时相机坐标系的速度变换到机械臂末端坐标系
要计算相机坐标系的速度变换到机械臂末端坐标系,需要进行以下步骤:
1. 计算相机坐标系相对于机械臂基座标系的变换矩阵T_cb(即相机位姿)。
2. 计算机械臂末端坐标系相对于机械臂基座标系的变换矩阵T_te(即机械臂末端位姿)。
3. 计算相机坐标系相对于机械臂末端坐标系的变换矩阵T_ct=T_te^-1 * T_cb。
4. 计算相机坐标系在机械臂末端坐标系中的速度向量v_c,即相机坐标系中的速度向量v_c=[vx, vy, vz, wx, wy, wz],其中vx、vy、vz分别表示相机在x、y、z轴方向的线速度,wx、wy、wz分别表示相机绕x、y、z轴方向的角速度。
5. 计算机械臂末端坐标系中的速度向量v_e,即v_e=T_ct * v_c。
最终得到的v_e即为相机坐标系的速度变换到机械臂末端坐标系的结果。
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