基于激光测距仪的视觉对准技术研究

作者：刘幸1，张爱军1*，曹小兵2 日期：2020-12-23/span> 浏览：1553 查看PDF文档

基于激光测距仪的视觉对准技术研究*

刘幸1，张爱军1*，曹小兵2
（1.南京理工大学 机械工程学院，江苏 南京 210000；2.无锡职业技术学院 控制技术学院，江苏 无锡 214121）

摘要:针对机械臂末端视觉系统的姿态校正问题，提出了一种借助激光测距仪实现视觉对准的技术。首先建立了相机成像模型和手眼关系模型，利用标定方法分别求解了相机标定和手眼标定；然后建立了机械臂末端激光测距仪位置标定模型，利用基于平面约束的非线性优化算法，求解了机械臂末端法兰坐标系下激光源坐标和激光光束的单位方向向量；最后建立了视觉对准模型，对投射到目标平面上的激光点拟合了平面方程，并获得了平面单位法向量；结合手眼关系和对准关系，运用优化算法求解了机器人姿态修正角，将该姿态角发送给机器人，使其调整末端位姿，最终实现了相机平面与目标平面的对准。研究结果表明：相机姿态在10°范围内校正误差为0.6°以内，相比于基于PNP原理的姿态校正方法，该技术具有更高的精度和更好的稳定性。
关键词:单目视觉；工业机器人；激光测距仪标定；姿态校正
中图分类号:TP242；TH711        文献标识码:A        文章编号:1001-4551(2020)10-1244-07

本文引用格式:
刘幸，张爱军，曹小兵.基于激光测距仪的视觉对准技术研究［J］.机电工程,2020,37(10):1244-1250.
LIU Xing, ZHANG Ai-jun, CAO Xiao-bing. Visual alignment technology based on laser rangefinder［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2020,37(10):1244-1250.《机电工程》杂志:http://www.meem.com.cn