[发明专利]用于机械臂运动空间重建的相机自动标定方法

权利要求书

1.一种用于机械臂运动空间重建的相机自动标定方法，其特征在于包括步骤：

在相机标定之前，将相机标定板固定于机械臂的运动末端，并采用TCP四点法计算出相机标定板的工具坐标点；

手动控制机械臂将相机标定板移动至需要标定的相机视野中心，并将相机标定板此刻的空间坐标发送至计算机；

计算机收到空间坐标后，以此空间坐标为中心点生成均匀分布的空间坐标点集，并依次发送坐标点到机械臂；

机械臂在每次接收到计算机发送的坐标点后自动运动到对应位置，并保持精制等待接收下一个坐标点，且计算机在判断机械臂运动到达对应位置并停止后，保存相机采集到的图像，图像保存后再向机械臂发送下一个坐标点；

在机械臂遍历空间坐标点集中所有坐标点且计算机保存所有图像后，机械臂结束运行，计算机根据生成的坐标点和保存的图像利用图像动态筛选算法，计算相机变换矩阵，输出相机参数。

2.如权利要求1所述用于机械臂运动空间重建的相机自动标定方法，其特征在于，所述相机标定板为硬质平整塑料板且正面贴有磨砂材质的AruCo码，目标标定板通过机械夹具或者固定栓装接于机械臂的运动末端。

3.如权利要求1所述用于机械臂运动空间重建的相机自动标定方法，其特征在于，所述相机标定板包括AruCo码左上、左下、右上和右下四个顶点的工具坐标点，每个工具坐标点包含X，Y，Z三个维度；然后根据这四个坐标点计算相机标定板中心坐标点，计算公式为：

。

4.如权利要求1所述用于机械臂运动空间重建的相机自动标定方法，其特征在于，所述相机视野中心为相机标定板的中心点在需要标定相机的图像坐标系中心，且相机标定板占据相机视野5%-10%。

5.如权利要求1所述用于机械臂运动空间重建的相机自动标定方法，其特征在于，所述空间坐标点集均匀地分布在以相机标定板为中心的人为限制的一个正方体范围内，所述相机标定板定位于接收第一个坐标点之前。

6.如权利要求1所述用于机械臂运动空间重建的相机自动标定方法，其特征在于，所述保存相机采集到的图像为RGB自然图像，图像中存在完全不缺失的目标标定板。

7.如权利要求1所述用于机械臂运动空间重建的相机自动标定方法，其特征在于，所述图像动态筛选算法包含相机参数计算模块和图像筛选模块，

其中相机参数计算模块首先检测每一张保存的图像中相机标定板的AruCo码中心点的像素坐标，然后通过张氏标定法计算出生成的空间坐标点和检测得到的像素坐标点的关系映射矩阵，输出相机参数；

图像筛选模块为首先根据输出的相机参数，计算每一张图像坐标点下，对应空间坐标点的误差，然后按照误差从小到大排序，选取前若干张图像像素坐标点和对应的空间坐标点再次计算关系映射矩阵，得到更精确的相机参数。