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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号CN101096101A
(43)申请公布日2008.01.02
(21)申请号CN200610086639.1
(22)申请日2006.06.26
(71)申请人北京航空航天大学
地址100083北京市海淀区学院路37号
(72)发明人张广军李秀智魏振忠周富强
(74)专利代理机构中国航空专利中心
代理人梁瑞林
(51)Int.CI
B25J9/16
B25J13/00
权利要求说明书说明书幅图
(54)发明名称
机器人足目标定方法和标定装置
(57)摘要
本发明属于机器人视觉导航技术领
域,涉及对摄像机与机器人位置关系标定
方法的改进。基于一个带有车载计算机的
可移动车体和摄像机,其特征在于,在可
移动车体上分布着10~30个位置固定的特
征点,在机器人前方放置有一面平面反射
镜靶标M,标定的步骤如下:1.建立坐标
系;2.以平面镜为中介,建立摄像机坐标
系与机器人坐标系的位置关系。本发明解
决了移动机器人系统的足目标定问题,不
需要简化待标定参数,对摄像机固联平台
的运动自由度没有要求,也可用于手眼定
标。在标定出摄像机内部参数的前提下,
则只需在合适位置拍摄一幅平面镜图像即
可完成标定任务,简单实用,可实现现场
标定。
法律状态
法律状态公告日法律状态信息法律状态
权利要求说明书
1、机器人足目标定方法,基于以下的标定装置,一个带有车载计算机的可移动车
体,在该可移动车体上固定着摄像机,其特征在于,在可移动车体上分布着10~
30个位置固定的特征点,这些特征点是车体棱边的交点或者固定在车体上的机械
构件棱边的交点或者固定在车体上的摄像机支架棱边的交点,上述特征点在机器人
坐标系下的坐标是已知的,构成特征点集Θ;在机器人前方放置有一面平面反射镜
靶标M,使车体上特征点的镜像点集Θ′能够在摄像机中成像,在平面镜靶标M上
有四个已知特征点,它们是一个矩形的四个顶点;标定的步骤如下:
1.1、建立坐标系;
符号说明:下文出现的下标字母代表不同的坐标系:c-摄像机坐标系,m-平面镜坐
标系,om-辅助坐标系,ri-镜像坐标系,r机器人坐标系;
1.1.1、建立机器人坐标系Osubr/sub-
xsubr/subysubr/subzsubr/sub;以可移动车体前后轮轴中心连线的中
点为原点Osubr/sub,ysubr/sub、zsubr/sub轴分别与车轴平行和垂直,
按右手规则规定xsubr/sub的方向;
1.1.2、建立摄像机坐标系Osubc/sub-
xsubc/subysubc/subzsubc/sub;以摄像机光心为原点Osubc/sub,
xsubc/sub、ysubc/sub轴分别与成像面的横、纵轴平行,zsubc/sub轴
即光轴;
1.1.3、建立镜像坐标系Osubri/sub-
xsubri/subysubri/subzsubri/sub;以车体坐标系原点Osubr/sub的
镜像点Osubri/sub为原点,ysubri/sub与zsubri/sub轴分别和
ysubr/sub与zsubr/sub轴关于平面镜中心对称,xsubri/sub与
xsubr/sub轴方向相反;
1.1.4、建立平面镜坐标系Osubm/sub-
xsubm/subysubm/subzsubm/sub;以平面镜左上角的特征点为坐标原
点,xsubm/sub与ysubm/sub轴在镜平面Ω上,与镜平面Ω上四个特征点
构成的矩形的两边重合,按右手规则规定zsubm/sub轴的方向;
1.1.5、在平面镜的反面Ω′上建立辅助坐标系Osubom/sub-
xsubom/subysubom/subzsubom/sub;其原点与平面镜坐标系
Osub
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