邓仕超，梅 枫，高兴宇，杨 龙，梁晨光

(桂林电子科技大学a.机电工程学院;b.广西制造系统与先进制造技术重点实验室，广西 桂林 541004)

0 引言

机械手的手眼标定基本任务是计算机器手末端抓手坐标系与视觉传感器坐标系之间的相对齐次变换矩阵，实现通过视觉传感器识别目标并计算出目标在机械手基坐标系下的三维坐标，最终实现机械手对目标的抓取、焊接等操作。本文利用视觉传感器与机器手相结合，估计机器手末端工具坐标系到视觉传感器坐标系的转换矩阵。视觉传感器主要是由相机构成，通过相机来确定被测物的二维坐标，实现对物体坐标的测量。机械手手眼标定通常使用的“AX=XB”模型是Koide K等[1]在1989年首次提出的。在过去的30年里，出现了大量求解手眼标定方程AX=XB的方法。一般来说求解方法可以分为两大类：①分步法，先求解旋转矩阵，再求解平移矩阵。如Wu J等[2]提出的基于四元数的求解手眼标定转换矩阵方法；Daniilidis K[3]提出的对偶四元数方法；Andreff N等[4]提出的基于希尔维斯特方程的求解方法。②同步法，同时求解旋转和平移矩阵。如Gwak S等[5]提出的梯度/牛顿法；Wu J等[6]提出的线性矩阵不等式法。

每种算法都有不同的优点和缺点，分步法在平移矩阵的精度比旋转矩阵的精度高时，会把旋转矩阵的误差代入平移矩阵中，影响整体的手眼标定精度。同步法可以得到很好的结果，但在数据迭代上会花费大量的时间。同时不同的数学方法来求解手眼标定方程过程中，由于机器正运动学建模、线结构光视觉传感器标定等引入误差，使得求解机械手末端坐标系到视觉传感器坐标系的转换矩阵较为复杂。……