Halcon标定系列（3）：“眼在手外“和“眼在手上”-机器人/手眼标定-少有人走的路

Halcon标定系列（3）：“眼在手外“和“眼在手上”

心得笔记

字面意思，眼代表眼睛，这里指的是我们的工业相机；
手，指的是我们的运动部分，比如机械手或者运动控制系统；
眼在手上，就是相机按照在运动轴上面，跟随运动的某个轴一起运动，这种标定就是图像和机械点一一运动去做标定。
眼在手外，就是相机固定一个位置拍照，机械手或者运动部分不会带动相机，这个时候标定就要一次性拍全视野，然后机械部分再一一针对图像的上点做好对应关系，然后标定。

这两种标定是我们图像和运动部分联合主要的两种标定方法，都可以实现图像转机械运动，就是标定关系不一样而已，结果都是一样的！

眼在手上就是一个点对应一个机械坐标，做九组就好了！

也就是相机一次拍9个点然后机械手走这九个点得到九个对应的机械坐标进行变换。

眼在外：相机放置一个固定的位置,与机器人基坐标系相对位置不变
眼在手：相机和机器手绑定在一个位置，机器手移动，相机也跟着移动

halcon手眼标定,最少4点就可以，4个像素坐标对应4个机械手坐标就可以算出转换关系

九点标定法的实现流程

STEP 1:准备好一张标定板，里面有3X3的圆。
STEP 2:把标定板水平放置在相机正下方，控制相机拍照得到一张图片，并按顺序（走Z字型）记录图片上9个圆的中心位置。

STEP 3:控制机器人TCP工具末端按顺序（走Z字型）移动到每个圆心，并记录下9组机器人位置坐标数据。

STEP 4: 执行标定，这里使用HALCON标定算子作为演示，利用上面求得的数据。
图像上9个位置
image_x:=[]
image_y:=[]
机器人9个位置
robot_x:=[]
robot_y:=[]
图像与机器人数据结合
vector_to_hom_mat2d (image_x, image_y, robot_x, robot_y, HomMat2D)

矩阵进行保存:write_tuple (HomMat2D, '路径') 。注意：保存的矩阵后缀名是.tup格式的
STEP 5:标定完成后，拍摄一个特征点的，求得像素位置
img_x:=
img_y:=
利用以下算子即可把像素坐标转换成机器人坐标

read_tuple (‘路径’, HomMat2D)
affine_trans_point_2d(HomMat2D,img_x,img_y, Qx, Qy)
到这里标定以及转换过程就完成了。

read_image (Image, 'D:/hellowprld/初学者必用10mm视觉标定板图/9points.jpg')
dev_close_window ()
dev_open_window_fit_image (Image, 0, 0, -1, -1, WindowHandle)
dev_display (Image)
binary_threshold (Image, Region, 'max_separability', 'dark', UsedThreshold)
connection (Region, ConnectedRegions)
 
*筛选出来九个点
select_shape(ConnectedRegions, SelectedRegions, 'area', 'and', 1000, 2000)
shape_trans (SelectedRegions, RegionTrans, 'outer_circle')
 
*求出九点坐标
area_center (RegionTrans, Area, Row, Column)
disp_message (WindowHandle, 'R:'+Row+'  C:'+Column, 'Image', Row, Column, 'black', 'true')
 
*把求得的Row和Column赋值
*九点标定行
PxRow:=Row
*九点标定列
PxColunm:=Column
 
*九点标定行
*PxRow:=[23.5, 23.5, 23.5, 71.5, 71.5, 71.5, 118.5, 118.5, 118.5]
*九点标定列
*PxColunm:=[28.5, 75.5, 122.5, 28.5, 75.5, 122.5, 28.5, 75.5, 122.5]
 
*机器坐标行
Qx:=[100,50,0,100,50,0,100,50,0]
*机器坐标列
Qy:=[0,0,0,50,50,50,100,100,100]
 
*拿到机器坐标和像素坐标求出关系矩阵
*                   标定行  标定列  机器X 机器Y 得到矩阵
vector_to_hom_mat2d (PxRow, PxColunm, Qx, Qy, HomMat2D)
 
*保存矩阵
write_tuple (HomMat2D, '九点标定.tup')
 
*读取矩阵
read_tuple ('九点标定.tup', HomMat2D)
 
*利用求出来的物体行列坐标得到机器坐标
affine_trans_point_2d (HomMat2D, Row, Column, Qx1, Qy1)