Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: Научного журнала «Студенческий» № 22(234)

Рубрика журнала: Технические науки

Секция: Машиностроение

Скачать книгу(-и): скачать журнал часть 1, скачать журнал часть 2, скачать журнал часть 3, скачать журнал часть 4, скачать журнал часть 5, скачать журнал часть 6, скачать журнал часть 7, скачать журнал часть 8, скачать журнал часть 9

Библиографическое описание:
Цао В. КАЛИБРОВКА СИСТЕМЫ ЗРЕНИЯ "ГЛАЗ В РУКЕ" // Студенческий: электрон. научн. журн. 2023. № 22(234). URL: https://sibac.info/journal/student/234/295458 (дата обращения: 02.03.2024).

КАЛИБРОВКА СИСТЕМЫ ЗРЕНИЯ "ГЛАЗ В РУКЕ"

Цао Вэнье

студент, кафедра Робототехнических систем и мехатроника, Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана,

РФ, г. Москва

CALIBRATING THE EYE-IN-HAND VISION SYSTEM

 

Cao Wenye

Student, Department of Robotics and Mechatronics, Bauman Moscow State Technical University,

Russia, Moscow

 

АННОТАЦИЯ

Датчики зрения широко используются в системах роботизированных рук, где алгоритм захвата идентифицирует и определяет положение целевого объекта на основе информации об изображении, полученной датчиком зрения, и управляет конечным элементом манипулятора для перемещения в это положение. В роботизированных системах технического зрения калибровка "рука-глаз" является очень важным вопросом. Проще говоря, целью калибровки "рука-глаз" является получение взаимосвязи между системой координат робота и системой координат камеры, и, наконец, перенос результатов визуального распознавания в систему координат робота.

ABSTRACT

Vision sensors are widely used in robotic arm systems, where a grasping algorithm identifies and determines the position of a target object based on the image information received by the vision sensor, and controls the manipulator end piece to move to that position. In robotic vision systems, hand-eye calibration is a very important issue. Simply put, the goal of hand-eye calibration is to obtain a relationship between the robot coordinate system and the camera coordinate system, and finally to transfer the visual recognition results to the robot coordinate system.

 

Ключевые слова: глаз в руке; калибровка камеры; визуальные технологии.

Keywords: eye-in-hand; camera calibration; visual technology.

 

На практике манипулятор и датчик зрения обычно располагаются в двух взаимных положениях, первое — это положение "глаз в руке", когда датчик зрения закреплен на конце захватного устройства манипулятора, и второе - "глаз в руке", когда датчик зрения закреплен снаружи руки робота[1]. В подходе Eye-in-Hand датчик зрения закреплен на конце руки, и собственная система координат датчика изменяется в реальном времени в мировой системе координат, для подхода Eye-in-Hand необходимо решить проблему преобразования координат между концом робота и системой координат камеры (рис. 1). Базовая система координат (обозначается base), концевая система координат (обозначается end). Система координат камеры (обозначается cam) — это собственная система координат камеры, закрепленной на верхней части манипулятора робота, а система координат калибратора (обозначается cal) — это система координат, в которой находится калибровочная пластина. При произвольном двукратном перемещении манипулятора робота, поскольку калибровочная пластина и основание манипулятора робота неподвижны, для данной мировой точки значения ее координат в базовой и калибровочной системах координат остаются неизменными, а значения координат в концевой и кулачковой системах координат изменяются по мере перемещения манипулятора робота. Исходя из этой зависимости, можно найти матрицу преобразования между всеми системами координат[2-3].

 

biaoding

Рисунок 1. Схематическая диаграмма принципа калибровки "глаз в руке"

 

Существует множество способов решения матрицы преобразования между конечной и эффекторной системами координат, но основной принцип основан на вышеуказанной взаимосвязи ограничений. Точка P0 в системе координат cal может быть преобразована в точку P1 в эффекторной системе координат на основе известных параметров внешней камеры (матрица преобразования T1), затем в точку P2 в конечной системе координат на основе найденной матрицы калибровки "рука-глаз" (матрица преобразования X), а затем в точку P3 в базовой системе координат на основе известных параметров робота (матрица преобразования T3). Это дает следующее соотношение.

 

(1)

На движущемся эффекторе для одной и той же точки значения координат P0 и P3 остаются неизменными, меняются только значения координат P1 и P2, и приведенная выше зависимость приобретает следующий вид.

(2)

T3′ и T1′ в вышеприведенном уравнении - это снова известные параметры для второго измерения. Объединение уравнений (1) и (2) дает следующее уравнение взаимосвязи.

(3)

 

Преобразование уравнения (3.3) дает:

(4)

 

Приведенное выше уравнение можно представить в виде уравнения AX=XB, а матричные суммы  и  известны. Уравнение калибровки "рука-глаз" AX=XB решается для получения значения матрицы преобразования "рука-глаз" X.

 

Список литературы:

  1. КАРПОВ Б. А., АЛЕКСАНДРОВ Л. Г. Способ калибровки окулограмм. – 1985.
  2. Титов В. С., Труфанов М. И. Направления развития методов, алгоритмов и аппаратных средств повышения качества изображений оптико-электронных систем //Известия высших учебных заведений. Приборостроение. – 2013. – Т. 56. – №. 6. – С. 7-10.
  3. Панарин Д. М. Проект" Разработка и конструирование робота" MindCuber" //Технолого-экономическое образование. – 2017. – №. 8. – С. 75-83.

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.