标定

本章节对标定相关模块的模块结果进行介绍。

涉及模块如下:

N点标定

表 1 N点标定模块的输出结果

参数

类型

描述

模块状态

float

  • 0:NG,模块红色;

  • 1:OK,模块绿色。

标定状态

float

  • 0:标定失败;

  • 1:标定成功。

评估标定误差状态

int

  • 0:误差在正常范围内;

  • 1:不正常的标定结果。

标定图像点

-

包含图像坐标X和图像坐标Y参数,详情参见表 2

标定物理点

-

包含转换坐标X和转换坐标Y参数,详情参见表 3

平移像素平均误差

float

平移像素过程中,测量值与真实值之间的平均差异。 误差越大,测量结果越不准确。

说明:

平移像素指将图像中的像素点按照给定的偏移量移动。

旋转像素平均误差

float

旋转像素过程中,测量值与真实值之间的平均差异。 误差越大,测量结果越不准确。

说明:

旋转像素指将图像中的像素点按照给定的偏移量旋转。

旋转轴图像点

-

包含旋转轴图像坐标X和旋转轴图像坐标Y参数,详情参见表 4

旋转中心物理点

-

包含旋转轴中心物理坐标X和旋转中心物理坐标Y参数,详情参见表 5

角度旋转一致性

int

旋转轴图像点和旋转中心物理点的旋转角度一致性

平移像素最大误差

float

平移像素过程中,测量值与真实值之间的最大差异

说明:

平移像素指将图像中的像素点按照给定的偏移量移动。

平移像素最大误差对应点数

int

平移像素过程中,测量值与真实值之间最大差异的对应点数

平移估计真实误差

float

平移像素完成后,测量值与真实值之间的差异

平移像素真实最大误差

float

平移像素完成后,测量值与真实值之间的最大差异

旋转像素最大误差

float

旋转像素过程中,测量值与真实值之间的最大差异

说明:

旋转像素指将图像中的像素点按照给定的偏移量旋转。

旋转像素最大误差对应点数

float

旋转像素过程中,测量值与真实值之间最大差异的对应点数

旋转真实平均误差

float

旋转像素完成后,测量值与真实值之间的平均差异

旋转真实最大误差

float

旋转像素完成后,测量值与真实值之间的最大差异

尺度

float

世界坐标系中单位长度对应图像坐标系中的像素数

X偏移

float

图像坐标系原点到机构物理坐标系原点的偏移值X,单位为像素

Y偏移

float

图像坐标系原点到机构物理坐标系原点的偏移值Y,单位为像素

旋转

float

机构物理坐标系相对于图像坐标系的旋转角度(单位为弧度)。

  • 当旋转θ为正值时,机构物理坐标系X轴沿逆时针方向旋转θ后,其X轴与图像坐标系X轴方向一致;

  • 当旋转θ为负值时,机构物理坐标系X轴沿逆时针方向旋转-θ后,其X轴与图像坐标系X轴方向一致。

像素精度

float

单个像素对应物理坐标系下的尺寸

表 2 标定图像点参数

参数

类型

描述

图像坐标X

float

标定时特征点像素坐标X数值

图像坐标Y

float

标定时特征点像素坐标Y数值

表 3 标定物理点参数

参数

类型

描述

转换坐标X

float

标定时机构物理坐标X数值

转换坐标Y

float

标定时机构物理坐标Y数值

表 4 旋转轴图像点参数

参数

类型

描述

旋转轴图像坐标X

float

旋转中心的图像坐标X值

旋转轴图像坐标Y

float

旋转中心的图像坐标Y值

表 5 旋转中心物理点参数

参数

类型

描述

旋转中心物理坐标X

float

旋转中心的物理坐标X值(机构物理坐标系下)

旋转中心物理坐标Y

float

旋转中心的物理坐标Y值(机构物理坐标系下)

N图像标定

表 6 N图像标定模块的输出结果

参数

类型

描述

模块状态

float

  • 0:NG,模块红色;

  • 1:OK,模块绿色。

标定状态

float

  • 0:标定失败;

  • 1:标定成功。

评估标定误差状态

int

  • 0:误差在正常范围内;

  • 1:不正常的标定结果。

旋转方向

int

机器臂的旋转方向,可通过调整旋转角度调整现实三维物理坐标系方向

信息数量

int

收集、存储、传递的信息数量

标定图像点

-

包含图像坐标X和图像坐标Y参数,详情参见表 7

平移像素平均误差

float

平移像素过程中,测量值与真实值之间的平均差异。 误差越大,测量结果越不准确。

说明:

平移像素指将图像中的像素点按照给定的偏移量移动。

平移像素最大误差

float

平移像素过程中,测量值与真实值之间的最大差异

平移像素最大误差对应点数

int

平移像素过程中,测量值与真实值之间最大差异的对应点数

平移像素真实误差

float

平移像素完成后,测量值与真实值之间的差异

平移像素真实最大误差

float

平移像素完成后,测量值与真实值之间的最大差异

旋转像素平均误差

float

旋转像素过程中,测量值与真实值之间的平均差异。 误差越大,测量结果越不准确。

说明:

旋转像素指将图像中的像素点按照给定的偏移量旋转。

旋转像素最大误差

float

旋转像素过程中,测量值与真实值之间的最大差异

旋转像素最大误差对应点数

int

旋转像素过程中,测量值与真实值之间最大差异的对应点数

旋转真实平均误差

float

旋转像素完成后,测量值与真实值之间的平均差异

旋转真实最大误差

float

旋转像素完成后,测量值与真实值之间的最大差异

机构平移最大误差所在图片索引

int

进行平移过程中,测量值与真实值之间的最大差异。指出产生最大差异的图片所在位置。

说明:

机构平移指机械手按照给定的偏移量移动。

机构平移图像移动量与机构移动量偏差

float

机构平移过程中,机构平移图像移动量和机构移动量的差异

机构平移图像尺度变化

float

机构平移过程中图像的尺度变化

机构平移图像之间旋转变化量

float

机构平移过程中,平移图像的旋转变化值

机构平移最大误差距离误差

int

机构平移过程中,测量值与真实值之间最大差异的图片距离误差值

构平移最大误差图像尺度变化

float

机构平移过程中,测量值与真实值之间最大差异的图片尺度变化

机构平移最大误差图像之间旋转变化量

float

机构平移完成后,测量值与真实值之间最大差异图片之间的旋转变化量

机构旋转平均误差

float

机构旋转过程中,计算旋转图像导致计算转化矩阵的平均误差,单位为mm

说明:

机构旋转指机械手按照给定的偏移量旋转。

机构旋转最大误差

float

机构旋转过程中,计算旋转图像导致计算转化矩阵的最大误差,单位为mm

机构旋转最大误差所在图片索引

float

机构旋转过程中,测量值与真实值之间最大差异的图片所在位置

旋转中心坐标

-

包含旋转中心坐标X和旋转中心坐标Y参数,详情参见表 8

X方向向量

-

包含机构坐标系x方向X和机构坐标系x方向Y参数,详情参见表 9

Y方向向量

-

包含机构坐标系y方向X和机构坐标系y方向Y参数,详情参见表 10

y方向和x方向移动比

float

Y方向占X方向移动比例

当前图像个数

int

当前图像是所有图像中的第几个

图像总个数

int

图像的总个数

表 7 标定图像点参数

参数

类型

描述

图像坐标X

float

标定时特征点像素坐标X数值

图像坐标Y

float

标定时特征点像素坐标Y数值

表 8 旋转中心坐标参数

参数

类型

描述

旋转中心坐标X

float

通过旋转图像计算出的旋转中心图像坐标X

旋转中心坐标Y

float

通过旋转图像计算出的旋转中心图像坐标Y

表 9 x方向向量参数

参数

类型

描述

机构坐标系x方向X

float

标定得到机构物理坐标系X轴单位向量的X值

机构坐标系x方向Y

float

标定得到机构物理坐标系X轴单位向量的Y值

表 10 y方向向量参数

参数

类型

描述

机构坐标系y方向X

float

标定得到机构物理坐标系Y轴单位向量的X值

机构坐标系y方向Y

float

标定得到机构物理坐标系Y轴单位向量的Y值

标定板标定

表 11 标定板标定模块的输出结果

参数

类型

描述

模块状态

int

  • 0:NG,模块红色;

  • 1:OK,模块绿色。

标定误差

float

标定过程中,标定测量值与真实值间的差异。 标定误差越大,测量结果越不准确。相机标定允许误差范围在0.1~0.5之间。

尺度

float

世界坐标系中单位长度对应图像坐标系中的像素数

标定点

-

包含标定点X和标定点Y参数,详情请见表 12

标定原点

-

包含标定原点X和标定原点Y参数,详情请见表 13

坐标X向量

-

包含坐标X向量X和坐标X向量Y参数,详情请见表 14

坐标Y向量

-

包含坐标Y向量X和坐标Y向量Y参数,详情请见表 15

检测区域

-

包含检测区域中心点、检测区域宽度、检测区域高度和检测区域角度参数,详情请见表 16

标定点数

int

提取到的分布规则的标定板的特征点的数量

平移X

float

利用计算得到的标定矩阵,将世界坐标系原点映射到图像坐标系得到的坐标X

平移Y

float

利用计算得到的标定矩阵,将世界坐标系原点映射到图像坐标系得到的坐标Y

旋转

float

世界坐标系相对于图像坐标系的旋转角度(单位为弧度)。

  • 当旋转θ为正值时,世界坐标系X轴沿逆时针方向旋转θ后,其X轴与图像坐标系X轴方向一致;

  • 当旋转θ为负值时,世界坐标系X轴沿顺时针方向旋转-θ后,其X轴与图像坐标系X轴方向一致。

斜切

float

世界坐标系的Y轴旋转角度与X轴旋转角度之差(单位为弧度)

宽高比

float

世界坐标系的Y轴缩放量与X轴缩放量的比例

像素精度

float

单个像素对应物理坐标系下的尺寸

表 12 标定点参数

参数

类型

描述

标定点X

float

标定板角点像素坐标X

标定点Y

float

标定板角点像素坐标Y

表 13 标定原点参数

参数

类型

描述

标定原点X

float

标定板左上角第一个角点坐标X

标定原点Y

float

标定板左上角第一个角点坐标Y

表 14 坐标X向量参数

参数

类型

描述

坐标X向量X

float

标定板物理坐标系X轴单位向量的X值

坐标X向量Y

float

标定板物理坐标系X轴单位向量的Y值

表 15 坐标Y向量参数

参数

类型

描述

坐标Y向量X

float

标定板物理坐标系Y轴单位向量的X值

坐标Y向量Y

float

标定板物理坐标系Y轴单位向量的Y值

表 16 检测区域参数

参数

类型

描述

检测区域中心点

-

  • 检测区域中心点X:float型,检测区域中心点的坐标X

  • 检测区域中心点Y:float型,检测区域中心点的坐标Y

检测区域宽度

float

检测区域的宽度

检测区域高度

float

检测区域的高度

检测区域角度

float

检测区域的角度

相机映射

表 17 相机映射模块的输出结果

参数

类型

描述

x方向比例

float

运行点所在坐标系到示教点所在坐标系的X坐标比例

y方向比例

float

运行点所在坐标系到示教点所在坐标系的Y坐标比例

标定状态

int

  • 0:标定失败;

  • 1:标定成功

平移X

float

利用计算得到的标定矩阵,将世界坐标系原点映射到图像坐标系得到的坐标X

平移Y

float

利用计算得到的标定矩阵,将世界坐标系原点映射到图像坐标系得到的坐标Y

旋转

float

世界坐标系相对于图像坐标系的旋转角度(单位为弧度)。

  • 当旋转θ为正值时,世界坐标系X轴沿逆时针方向旋转θ后,其X轴与图像坐标系X轴方向一致;

  • 当旋转θ为负值时,世界坐标系X轴沿顺时针方向旋转-θ后,其X轴与图像坐标系X轴方向一致。

尺度

int

世界坐标系中单位长度对应图像坐标系中的像素数

斜切

float

世界坐标系的Y轴旋转角度与X轴旋转角度之差(单位为弧度)

宽高比

float

世界坐标系的Y轴缩放量与X轴缩放量的比例

映射标定

表 18 映射标定模块的输出结果

参数

类型

描述

模块状态

int

  • 0:NG,模块红色;

  • 1:OK,模块绿色。

标定状态

int

  • 0:标定失败;

  • 1:标定成功

X方向比例

float

两幅图像中X方向单像素精度比值

Y方向比例

float

两幅图像中Y方向单像素精度比值

映射误差

float

进行映射过程中,映射测量值与真实值之间的差异。 映射误差越大,测量结果越不准确

当前角点

-

包含当前角点X坐标和当前角点Y坐标参数,详情请见表 19

目标角点

-

包含目标角点X坐标和目标角点Y坐标参数,详情请见表 20

映射角点

-

包含映射角点X坐标和映射角点Y坐标参数,详情请见表 21

当前角点数

int

当前图像提取角点的个数

目标角点数

int

目标图像提取角点的个数

映射角点数

int

当前图像提取角点能映射到目标图像角点的数目

检测区域

-

包含检测区域中心点、检测区域宽度、检测区域高度和检测区域角度参数,详情请见表 22

图像1/2标定状态

int

  • 0:标定失败;

  • 1:标定成功

单像素精度1/2

float

单个像素对应物理坐标系下的尺寸

表 19 当前角点参数

参数

类型

描述

当前角点X坐标

float

第一幅标定板图像中提取的角点坐标X数值

当前角点Y坐标

float

第一幅标定板图像中提取的角点坐标Y数值

表 20 目标角点参数

参数

类型

描述

目标角点X坐标

float

第二幅标定板图像中提取的角点坐标X数值

目标角点Y坐标

float

第二幅标定板图像中提取的角点坐标Y数值

表 21 映射角点参数

参数

类型

描述

映射角点X坐标

float

第一幅图中角点映射到第二幅图像中的X坐标

映射角点Y坐标

float

第一幅图中角点映射到第二幅图像中的Y坐标

表 22 检测区域参数

参数

类型

描述

检测区域中心点

-

  • 检测区域中心点X:float型,检测区域中心点的坐标X

  • 检测区域中心点Y:float型,检测区域中心点的坐标Y

检测区域宽度

float

检测区域的宽度

检测区域高度

float

检测区域的高度

检测区域角度

float

检测区域的角度

畸变标定

表 23 畸变标定模块的输出结果

参数

类型

描述

模块状态

int

  • 0:NG,模块红色;

  • 1:OK,模块绿色。

标定误差

float

标定过程中,标定测量值与真实值间的差异。 标定误差越大,测量结果越不准确。相机标定允许误差范围在0.1~0.5之间。

标定点数

int

标定板图像中提取的角点个数

标定点

-

包含标定点X和标定点Y参数,详情请见表 24

检测区域

-

包含检测区域中心点、检测区域宽度、检测区域高度和检测区域角度参数,详情请见表 25

表 24 标定点参数

参数

类型

描述

标定点X

float

标定板角点像素坐标X

标定点Y

float

标定板角点像素坐标Y

表 25 检测区域参数

参数

类型

描述

检测区域中心点

-

  • 检测区域中心点X:float型,检测区域中心点的坐标X

  • 检测区域中心点Y:float型,检测区域中心点的坐标Y

检测区域宽度

float

检测区域的宽度

检测区域高度

float

检测区域的高度

检测区域角度

float

检测区域的角度

平移旋转标定

表 26 平移旋转标定模块的输出结果

参数

类型

描述

模块状态

float

  • 0:NG,模块红色;

  • 1:OK,模块绿色。

标定状态

float

  • 0:标定失败;

  • 1:标定成功。

坐标系左右手一致性

int

  • 1:机构是右手坐标系;

  • -1:机构是左手坐标系。

标定图像点

-

包含图像坐标X和图像坐标Y参数,详情参见表 27

标定物理点

-

包含转换坐标X和转换坐标Y参数,详情参见表 28

平移像素平均误差

float

平移像素过程中,测量值与真实值之间的平均差异。 误差越大,测量结果越不准确。

说明:

平移像素指将图像中的像素点按照给定的偏移量移动。

旋转像素平均误差

float

旋转像素过程中,测量值与真实值之间的平均差异。 误差越大,测量结果越不准确。

说明:

旋转像素指将图像中的像素点按照给定的偏移量旋转。

旋转轴图像点

-

包含旋转轴图像坐标X和旋转轴图像坐标Y参数,详情请见表 29

旋转中心物理点

-

包含旋转中心物理坐标X和旋转中心物理坐标Y参数,详情请见表 30

角度旋转一致性

int

  • 1:计算角度与输入角度旋转方向相同;

  • -1:计算角度与输入角度旋转方向相反

平移像素最大误差

float

平移像素过程中,测量值与真实值之间的最大差异

平移像素最大误差对应点数

int

平移像素过程中,测量值与真实值之间最大差异的对应点数

平移估计真实误差

float

平移像素完成后,测量值与真实值之间的差异

旋转像素最大误差

float

旋转像素过程中,测量值与真实值之间的最大差异

旋转像素最大误差对应点数

int

旋转像素过程中,测量值与真实值之间最大差异的对应点数

旋转真实平均误差

float

旋转像素完成后,测量值与真实值之间的平均差异

旋转真实最大误差

float

旋转像素完成后,测量值与真实值之间的最大差异

尺度

float

世界坐标系中单位长度对应图像坐标系中的像素数

x偏移

float

图像坐标系原点到机构物理坐标系原点的偏移值X,单位为像素

y偏移

float

图像坐标系原点到机构物理坐标系原点的偏移值Y,单位为像素

旋转

float

世界坐标系相对于图像坐标系的旋转角度(单位为弧度)。

  • 当旋转θ为正值时,世界坐标系X轴沿逆时针方向旋转θ后,其X轴与图像坐标系X轴方向一致;

  • 当旋转θ为负值时,世界坐标系X轴沿顺时针方向旋转-θ后,其X轴与图像坐标系X轴方向一致。

像素精度

float

单个像素对应物理坐标系下的尺寸

表 27 标定图像点参数

参数

类型

描述

图像坐标X

float

图像提取到的特征点X

图像坐标Y

float

图像提取到的特征点Y

表 28 标定物理点参数

参数

类型

描述

转换坐标X

float

标定时机构物理坐标X数值

转换坐标Y

float

标定时机构物理坐标Y数值

表 29 旋转轴图像点参数

参数

类型

描述

旋转轴图像坐标X

float

旋转中心在图像坐标系中的坐标X

旋转轴图像坐标Y

float

旋转中心在图像坐标系中的坐标Y

表 30 旋转中心物理点参数

参数

类型

描述

旋转中心物理坐标X

float

旋转中心在物理坐标系中的坐标X

旋转中心物理坐标Y

float

旋转中心在物理坐标系中的坐标Y

旋转标定

表 31 旋转标定模块的输出结果

参数

类型

描述

模块状态

int

  • 0:NG,模块红色;

  • 1:OK,模块绿色。

剩余标定次数

int

标定流程距离标定完成剩余的标定次数

旋转轴图像点

-

包含旋转轴图像坐标X和旋转轴图像坐标Y参数,详情请见表 32

旋转中心物理点

-

包含旋转中心物理坐标X和旋转中心物理坐标Y参数,详情请见表 33

旋转像素平均误差

float

旋转标定的拟合平均误差,单位为像素

旋转真实平均误差

float

旋转标定的拟合平均误差,单位为平移标定的物理运动量

表 32 旋转轴图像点参数

参数

类型

描述

旋转轴图像坐标X

float

旋转中心在图像坐标系中的坐标X

旋转轴图像坐标Y

float

旋转中心在图像坐标系中的坐标Y

表 33 旋转中心物理点参数

参数

类型

描述

旋转中心物理坐标X

float

旋转中心在物理坐标系中的坐标X

旋转中心物理坐标Y

float

旋转中心在物理坐标系中的坐标Y

标定加载

表 34 标定加载模块的输出结果

参数

类型

描述

角度旋转一致性

int

相机与机构之间旋转关系:

  • 1:旋转关系一致;

  • 0:旋转关系相反

坐标系左右手一致性

int

  • 1:机构是右手坐标系;

  • -1:机构是左手坐标系

旋转中心图像坐标

-

包含旋转中心图像坐标点和旋转中心图像坐标R参数,详情参见表 35

旋转中心物理坐标

-

包含旋转中心物理坐标点和旋转中心图像物理R参数,详情参见表 36

图像基准坐标

-

包含图像基准坐标点和图像基准坐标R参数,详情参见表 37

拍照基准坐标

-

包含拍照基准坐标点和拍照基准坐标R参数,详情参见表 38

示教基准坐标

-

包含示教基准坐标点和示教基准坐标R参数,详情参见表 39

目标拍照坐标

-

包含目标拍照坐标点和目标拍照坐标R参数,详情参见表 40

对象拍照坐标

-

包含对象拍照坐标点和对象拍照坐标R参数,详情参见表 41

标定矩阵

float

图像坐标系与物理坐标系的转换关系

模块状态

int

  • 0:NG,模块红色;

  • 1:OK,模块绿色。

表 35 旋转中心图像坐标参数

参数

类型

描述

旋转中心图像坐标点

-

  • 旋转中心图像坐标X:float型,旋转中心在图像坐标系中坐标X

  • 旋转中心图像坐标Y:float型,旋转中心在图像坐标系中坐标Y

旋转中心图像坐标R

float

旋转中心在图像坐标系中角度R

表 36 旋转中心物理坐标参数

参数

类型

描述

旋转中心物理坐标点

-

  • 旋转中心物理坐标X:float型,旋转中心在物理坐标系中坐标X

  • 旋转中心物理坐标Y:float型,旋转中心在物理坐标系中坐标Y

旋转中心图像物理R

float

旋转中心在物理坐标系中角度R

表 37 图像基准坐标参数

参数

类型

描述

图像基准坐标点

-

  • 图像基准坐标X:float型,目标在基准位姿时特征点的像素坐标X

  • 图像基准坐标Y:float型,目标在基准位姿时特征点的像素坐标Y

图像基准坐标R

float

目标在基准位姿时特征边角度R

表 38 拍照基准坐标参数

参数

类型

描述

拍照基准坐标点

-

  • 拍照基准坐标X:float型,通常为运动机构N点标定的第5点(如果点位为9或12点情况)坐标X

  • 拍照基准坐标Y:float型,通常为运动机构N点标定的第5点(如果点位为9或12点情况)坐标Y

拍照基准坐标R

float

通常为运动机构N点标定的第5点(如果点位为9或12点情况)角度R

表 39 示教基准坐标参数

参数

类型

描述

示教基准坐标点

-

  • 示教基准坐标X:float型,目标在基准位姿时运动机构去抓取或贴合时的坐标X

  • 示教基准坐标Y:float型,目标在基准位姿时运动机构去抓取或贴合时的坐标Y

示教基准坐标R

float

目标在基准位姿时运动机构去抓取或贴合时的角度R

表 40 目标拍照坐标参数

参数

类型

描述

目标拍照坐标点

-

  • 目标拍照坐标X:float型,映射标定时运动机构在目标拍照位的坐标X

  • 目标拍照坐标Y:float型,映射标定时运动机构在目标拍照位的坐标Y

目标拍照坐标R

float

映射标定时运动机构在目标拍照位的角度R

表 41 对象拍照坐标参数

参数

类型

描述

对象拍照坐标点

-

  • 对象拍照坐标X:float型,映射标定时运动机构在对象拍照位的坐标X

  • 对象拍照坐标Y:float型,映射标定时运动机构在对象拍照位的坐标Y

对象拍照坐标R

float

映射标定时运动机构在对象拍照位的角度R