眼在手上六轴机器人标定

约 5400 字大约 18 分钟

本文介绍如何在六轴机器人眼在手上(Eye in hand)场景下进行手眼标定。

1. 随机姿态采样标定

1.1 标定前准备

在手眼标定前，需做好以下准备工作：

（1）完成 3D视觉引导套件硬件搭建

请参照 3D视觉引导套件硬件搭建完成机器人、相机和工控机的安装与连接

（2）完成新建项目和新建作业

请参照项目操作指南和作业操作指南新建项目和作业

（3）完成相机连接和调参并配置到作业信息

请参照相机连接与调参指南连接相机、调整相机成像质量、校验相机精度，并配置到作业信息

（4）完成机器人通信配置

请参照机器人配置与通信操作指南建立机器人与 Pickwiz 的通信

（5）准备标定所需物料

请确保标定板平整、清晰，无明显刮花污垢，无折弯变形
若标定方式为随机姿态采样标定，请确保标定板放置在工作平台上，并且位于相机视野中。

1.2 标定信息配置

进入手眼标定界面，点击添加手眼标定，进入标定信息配置界面

标定名称可自行命名当前的标定配置
标定ID用于机器人切换标定配置
相机为当前连接的相机的IP地址
相机品牌为当前连接的相机的品牌
机器人类型与机器人配置中的机器人类型保持一致
相机安装方式 选择 眼在手上
标定板类型选择当前的标定板类型

合适的标定板主要由机器人类型和相机高度决定，请根据实际场景需求，参照下表选择合适的标定板。

机器人类型	相机安装高度	选择标定板
六轴机器人	0.5米以下	A6多同心圆标定板
	1.5米以下	A5多同心圆标定板
	1.5米 -- 2.5米	A4多同心圆标定板
	2.5米以上	A3多同心圆标定板
三轴/四轴机器人	0.5米以下	A6多同心圆标定板
	1.5米以下	A5多同心圆标定板
	1.5米 -- 2.5米	A4多同心圆标定板
	2.5米以上	A3多同心圆标定板

标定方式 选择 随机姿态采样标定
若机器人写有对应的标定程序，采样标定板时需要机器人运行标定程序将位姿发送给 PickWiz ，那么在线获取坐标选择 是；若机器人未写对应的标定程序，采样标定板时需手动输入机器人末端工具的位姿，那么在线获取坐标选择 否。

1.3 标定前检查

确保机器人基座已稳固安装

在进行手眼标定前，应仔细检查机器人基座的安装情况，若机器人基座未牢固安装，机器人运动时会发生明显的晃动，影响机器人精度，从而影响标定结果。

按如下步骤检查机器人基座的安装是否满足要求：

其一，安装机器人基座的平面必须平整，保持清洁；

其二，操控机器人以 100% 的速度大幅度地平移或旋转，观察机器人是否存在晃动的迹象，如有晃动请重新调整固定机器人基座，保证机器人运动时不发生位移、倾斜等问题；

其三，检查机器人本体和基座之间是否紧密连接，拧紧螺丝防止松动。

确保相机及其支架已稳固安装

在进行手眼标定前，应仔细检查相机及其支架的安装情况，若相机及其支架未牢固安装，会影响相机成像质量，从而影响标定结果。

按如下步骤检查相机及其支架的安装是否满足要求：

其一，检查相机支架是否为机加工件，支架的材质应避免铝型材；

其二，摇晃支架，观察支架是否存在明显晃动，如有晃动请重新调整固定支架；

其三，摇晃相机，观察相机是否存在明显晃动，确保相机稳固安装。

确保标定板已平稳置于相机视野中

相机安装方式为眼在手上，需将标定板放置在工作平台上，并且位于相机视野中。

确保机器人精度已满足项目使用要求

若机器人精度不满足项目使用要求，请参照标定校验校正机器人精度。

1.4 采集样本

1.4.1 采集多组标定板及机器人坐标

（1）控制机器人携带相机移动，使标定板位于相机视野的中心并且与相机拍摄平面平行。

（2）点击开始采样，开始采样按钮会变成 停止采样，下方检测结果栏会出现相机与机器人两类检测，相机检测和机器人检测全部为绿色图标表示检测通过，如果有红色图标表示不通过，应当检查。

（3）相机检测分为4个方面：

（4）机器人检测分为3个方面：

（5）可视化视窗中的标定板上出现坐标轴，每个同心圆的圆心均为绿色，则表示当前位姿符合要求。

（6）点击新增样本，若样本有效，会出现样本有效性校验成功弹窗，点击确定后已采集样本会出现样本1标志，点击样本1可查看保存的样本，点击样本1后的关闭按钮可删除该样本。

若样本与已有样本接近，则样本无效，会出现样本校验失败弹窗，提示与已有样本接近，点击返回后控制机器人携带相机移动重新采集样本。

（7）控制机器人携带相机移动，使标定板位于相机视野的四角，并且在X轴、Y轴、Z轴的旋转角度均大于10°，重复以上采集样本的步骤，直到保存至少5个样本。

（8）保存至少5个有效样本后，点击完成采集，进入计算结果界面。

1.4.2 计算标定结果

点击 计算结果 ，Pickwiz会根据已采集样本计算标定结果，若标定结果的精度不满足要求，请进行 标定结果检查与分析。

1.5 标定结果检查与分析

如果标定误差超出正常范围，则需要定位误差原因，点击标定诊断，参考标定结果检查与分析分析标定结果，解决问题并再次检查直到标定结果精度满足场景要求。

1.6 选择手眼标定配置

标定流程结束，回到运行配置界面，点击作业信息，点击手眼标定的下拉框，选中对应手眼标定配置。

2. 针尖工具戳点标定

2.1 标定前准备

在手眼标定前，需做好以下准备工作：

（1）完成 3D视觉引导套件硬件搭建

请参照 3D视觉引导套件硬件搭建完成机器人、相机和工控机的安装与连接

（2）完成新建项目和新建作业

请参照项目操作指南和作业操作指南新建项目和作业

（3）完成相机连接和调参并配置到作业信息

请参照相机连接与调参指南连接相机、调整相机成像质量、校验相机精度，并配置到作业信息

（4）完成机器人通信配置

请参照机器人配置与通信操作指南建立机器人与 Pickwiz 的通信

（5）准备标定所需物料

请确保标定板平整、清晰，无明显刮花污垢，无折弯变形
若标定方式为随机姿态采样标定，请确保标定板放置在工作平台上，并且位于相机视野中。

2.2 标定信息配置

进入手眼标定界面，点击添加手眼标定，进入标定信息配置界面

标定名称可自行命名当前的标定配置
标定ID用于机器人切换标定配置
相机为当前连接的相机的IP地址
相机品牌为当前连接的相机的品牌
机器人类型与机器人配置中的机器人类型保持一致
相机安装方式 选择 眼在手上
标定板类型选择当前的标定板类型

合适的标定板主要由机器人类型和相机高度决定，请根据实际场景需求，参照下表选择合适的标定板。

机器人类型	相机安装高度	选择标定板
六轴机器人	0.5米以下	A6多同心圆标定板
	1.5米以下	A5多同心圆标定板
	1.5米 -- 2.5米	A4多同心圆标定板
	2.5米以上	A3多同心圆标定板
三轴/四轴机器人	0.5米以下	A6多同心圆标定板
	1.5米以下	A5多同心圆标定板
	1.5米 -- 2.5米	A4多同心圆标定板
	2.5米以上	A3多同心圆标定板

标定方式 选择 针尖工具戳点标定
若机器人写有对应的标定程序，采样标定板时需要机器人运行标定程序将位姿发送给 PickWiz ，那么在线获取坐标选择 是；若机器人未写对应的标定程序，采样标定板时需手动输入机器人末端工具的位姿，那么在线获取坐标选择 否。

2.3 标定前检查

确保机器人基座已稳固安装

按如下步骤检查机器人基座的安装是否满足要求：

其一，安装机器人基座的平面必须平整，保持清洁；

其三，检查机器人本体和基座之间是否紧密连接，拧紧螺丝防止松动。

确保相机及其支架已稳固安装

在进行手眼标定前，应仔细检查相机及其支架的安装情况，若相机及其支架未牢固安装，会影响相机成像质量，从而影响标定结果。

按如下步骤检查相机及其支架的安装是否满足要求：

其一，检查相机支架是否为机加工件，支架的材质应避免铝型材；

其二，摇晃支架，观察支架是否存在明显晃动，如有晃动请重新调整固定支架；

其三，摇晃相机，观察相机是否存在明显晃动，确保相机稳固安装。

确保标定板已平稳置于相机视野中

相机安装方式为眼在手上，请将标定板放置在工作平台上，保证标定板位于相机视野中。

确保机器人精度已满足项目使用要求

若机器人精度不满足项目使用要求，请参照标定校验校正机器人精度。

2.4 采集样本

2.4.1 采集标定板及机器人坐标

（1）调整标定板位置，将其放置在工件摆放的区域内，点击开始采样。

（2）点击添加样本，若样本有效，弹出保存成功；若样本与已有样本接近，样本无效，弹出保存失败。

（3）检测结果，若各检测项均为绿色图标，可视化视窗内出现坐标轴和特征点，且圆心均为绿色，代表当前位姿符合要求。

相机检测分为4个方面：

2.4.2 针尖触碰标定板

（1）点击开始采样，控制机器人移动，按照可视化窗口中标识的数字顺序，针尖分别触碰对应同心圆圆心。

（2）点击新增样本，采集戳点时的机器人坐标。

（3）重复上述步骤，至少采集3~6个同心圆戳点样本。

点击下一步

2.4.3 [可选]新增标定位置

在标定采样阶段，系统默认采用单一位姿校准模式，但在特定应用场景中可扩展为多位置标定策略，提升了复杂工况下的标定鲁棒性与系统适应性：
针对广角视觉系统中景深变化导致的精度偏差问题，通过在Z轴方向分层采样可有效均衡不同焦平面的误差分布；
对于空间受限的工作环境，当单次标定板布设无法完成3个以上特征点采集时，可采用多位置布设标定板并分次采样的方式，通过累积满足最小样本量要求。

点击新增位置，新增一个标定位置，重复 2.4.1 采集标定板及机器人坐标 和 2.4.2 针尖触碰标定板 进行标定样本的采集与标定板戳点。