完成桁架机器人的手眼标定¶

本文档介绍如何完成桁架机器人的手眼标定。

标定前准备
标定预配置
标定过程
确认标定精度满足要求并保存标定数据

注解

关于桁架机器人手眼标定相关的概念以及外参文件的使用，请参考桁架机器人手眼标定说明。

标定前准备 ¶

在进行手眼标定前，您先需要完成如下准备工作：

完成梅卡曼德视觉系统的搭建。
准备标定所需物料。
调整标定板点云成像。

完成整个视觉系统的搭建 ¶

请参照视觉系统的搭建章节完成梅卡曼德视觉系统的搭建。

手眼标定需要使用 Mech-Eye Viewer 、Mech-Center 、 Mech-Vision 和 Mech-Viz 软件。请确保上述软件已经安装并更新到最新版本。

准备标定所需物料 ¶

桁架机器人的手眼标定需要使用如下物料：

标定板
尖点
卷尺

请按照如下要求准备标定板：

请确保标定板上圆清晰，没有明显刮花痕迹，标定板没有明显弯曲变形。
在桁架机器人的手眼标定场景下，请将标定板平放在工作平面的中心位置。

尖点请安装在桁架机器人夹具上安装尖点。卷尺将用于测量尖点到夹具法兰中心在 X、Y、Z 方向上的偏差。

调整标定板点云成像 ¶

打开 Mech-Eye Viewer 软件，调整相机参数。
调整 2D 参数，使 2D 图中标定板清晰，没有过曝和过暗现象。
调整 3D 参数，使标定板上圆点点云饱满完整，建议将点云后处理中的点云平滑和噪点去除改为 Normal，降低点云波动范围。

注解

若现场环境光较复杂，建议通过遮补光来降低环境光对 2D 图和点云的影响。
通过完成以上步骤来确保标定板上的圆点点云完整，轮廓清晰，如下图所示。

提示

标定过程中的相机 2D 图源类型为同源纹理图，所以采集的图像和生成的场景点云为黑白成像。

标定预配置 ¶

打开 Mech-Vision 软件，在工具栏上单击相机标定（标准）按钮。 标定预配置 窗口将弹出。
在 选择如何标定 窗口，选择 开始新的标定 单选框，然后单击下一步按钮。
在 选择标定任务 窗口，从下拉列表框中选择 其他机器人的手眼标定，根据需要指定 机器人欧拉角类型 参数，选择机器人坐标系类型，然后单击下一步按钮。
注解
- 机器人坐标系类型请参照左右手坐标系确定。如果桁架机器人使用左手坐标系，在此处选择左手坐标系。
- 在与机器人通信时，通信模块在收发位姿时自动进行坐标系转换。在收到机器人侧发送的机器人位姿时，它自动将左手坐标系下的位姿转换为右手坐标系下的位姿；在发送软件输出的位姿给机器人侧前，它将右手坐标系下的位姿转换为左手坐标系下的位姿。
- 在标定流程需要手动输入机器人法兰位姿时，需要先对 Y 轴值取反。
在 选择标定用的机器人类型 窗口，选择 桁架机器人（最高支持6个自由度，XYZABC） 单选框，然后单击下一步按钮。
在 选择影响相机的轴 窗口，根据需要勾选相应的复选框（例如 X轴、 Y轴、 Z轴和 Rz ），然后单击开始标定按钮。

标定过程 ¶

连接相机 ¶

在 连接相机 步骤，在 检测到的相机 列表中找到需要连接的相机，然后单击按钮。
连接相机后，可以选择 单次采集 或者 连续采集 按钮。
在 图像视图 中，确定相机采集的 2D 图和深度图符合标定要求，然后在底部栏单击下一步按钮。

注解

如果采集的图像不符合标定要求，你需要打开 Mech-Eye Viewer 软件调整相机的 2D 和 3D 曝光参数，并重新进行采集。

安装标定板 ¶

在 安装标定板 步骤，在 1. 选择标定板规格 区域，选择标准单选框，然后根据标定板的型号标签选择对应的标定板规格。
确认标定板已平放在工作平面的中心位置，然后在 2. 安装标定板 区域单击确认按钮。
确保标定板处于相机视野中心（红色矩形内），然后在 3. 将标定板定位至红色矩形内 区域单击确认按钮。
完成所有标定板相关操作后，在底部栏单击下一步按钮。

检测内参 ¶

在 检查内参 步骤，单击开始检查按钮。
确认相机内参检查结果。
- 如果相机内参检查成功，单击确定后单击下一步按钮。
- 如果相机内参检查失败，通过画辅助圆或者手动编辑标定圆检测参数，然后单击重新检查按钮。

画辅助圆¶

若选择画辅助圆，单击开始画辅助圆按钮。
在右侧 图像视图 面板，右键单击标定板图像，取消勾选 适用窗口 复选框，然后按住 Ctrl 键并拖动滚轴将图片调整到合适的大小。
将鼠标指针移动到标定圆十字中线点，按下鼠标左键然后使辅助圆完全包括标定圆然后松开。
单击重新检查按钮，并确认相机内参检查是否通过。

手动调整检测参数¶

若选择手动调整检测参数，单击标定圆检测参数（高级），更改检测参数值即可。

倘若仍检测不到标定圆，需根据现场作业条件调节相机相关参数，相机参数调节参考参数调节。

设置法兰坐标系下的 TCP 值 ¶

小技巧

在本步骤操作前，请使用卷尺测量尖点到夹具法兰中心在 X、Y、Z 方向上的偏差，单位为 mm。

在 设置法兰坐标系下的 TCP 值 步骤，在 X 、 Y 和 Z 文本框中输入测量得到的 X、Y、Z 方向上的偏置值，单击确认 TCP 值按钮，然后在底部栏单击下一步按钮。

注解

如果桁架机器人为左手坐标系，需要先对 Y 轴的偏置值取反再输入。

获取图像及位姿 ¶

控制桁架机器人移动，使夹具上的末端尖点触碰标定板上的点 1 的十字中心，并读取示教器上的机器人法兰位姿。
在 获取图像及位姿 步骤，单击点1 的按钮，在弹出的 输入机器人法兰位姿 对话框，输入机器人的法兰位姿，然后单击确定按钮。

注解

如果桁架机器人为左手坐标系，输入机器人法兰位姿时需要先对 Y 轴值取反。
重复以上步骤，使尖点触碰点 2 和点 3 的十字中心并输入机器人法兰位姿。
单击当前标定板的按钮采集标定板的图像。
单击更新数据按钮，然后在底部栏单击下一步按钮。

注解

标定程序要求触碰至少三个不共线的点才能计算外参。
如果桁架机器人缺少某个方向的自由度（例如缺少 Y 方向的自由度），你可以添加多块标定板的位姿。首先，调整标定板的方向，使尖点可以触碰标定板上的两个点，同时输入机器人法兰位姿并采集标定板图像；然后在 Z 方向上抬高（或降低）标定板，再次延 X 方向戳标定板上的点，同时输入机器人法兰位姿并采集标定板图像。请确保标定板的新位置与上一个位置有明显的差异。

计算相机参数 ¶

在 计算相机参数 步骤，单击计算相机外参按钮。
在弹出的标定成功对话框中单击确定按钮。

确认标定精度满足要求并保存标定数据 ¶

在 计算相机参数 步骤中，标定结果计算完成后，在右侧 点云视图 面板查看标定误差点云。
查找占比为 100% 的误差值，即可粗略确定标定的精度。例如，下图的精度为小于 1 mm。
确认标定精度满足预期要求，然后在底部栏单击保存按钮。
在弹出的 保存标定文件 对话框，单击确定按钮将相机标定结果保存到工程目录下。

至此桁架机器人的手眼标定操作已完成。如需提升标定精度，请参考标定结果分析小节。