标定

## 使用场景
抓取或者对位计算之前进行。视觉标定是通过相机采集的图像数据，确定相机内
参、外参及镜头畸变等参数的过

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## 模块基础知识
### 坐标系树
在生成标定前，需要根据实际情况，及机械和相机的关系，提前搭建好坐标系树，
确定好机械和相机的转换关系。

>i **提示**
>
> 1、一个“物理相机”对应“坐标系树”中的一个“相机坐标系”。
2、一个“物理机械臂”对应“坐标系树”中的一个“机器人坐标系”
3、“坐标系树”中的连线代表所连坐标系之间的坐标转换关系(由标定或映射)。4、“相机坐标系”与“机器人坐标系”之间的连线的方向代表其坐标系之间的转换方向。
5、通常一个相机**指向**一个机械手是**标定**，两相机转换是**映射**。

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生成的标定可以点击右边名字查看。(双击或右键)

### 相机标定
通过选择机械手的走位坐标，和输入机械手走位对应的图片坐标，建立图像像素坐标与真实世界坐标之间的标定关系，并保存在全局变量的**坐标系树**中。生成的标定在坐标系树或者标定数据中可以查看。

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相机标定模块通过选定的机械模型生成机械点数据，图像点数据通过外部获取（一般通过优化特征匹配获取特征点得到）。

**机械中心姿态**为机械在标定时的中心坐标（第五点或第二点），通过这个中心坐标和机械类型计算标定的机械点并输出。所以在修改机械类型后，需要点**开机械参数**重新生成一次机械点数据。

标定分带角度 R 和不带角度 R。不带角度标定 XY,X,Y 类型，计算的是相对关系，只计算输入的图像点和机械点的转换；带角度的标定 XYR,XR,YR 类型，通过标定最后的旋转移动，计算出机械手的**旋转中心**，从而计算出图像上旋转中心与机械坐标的绝对转换关系。由于旋转中心是由相机拍到的特征点计算得出，会因为拍摄晃动，输入图像点不准确等，产生细微误差。当**旋转角度**过小和**旋转半径**过长时，误差将会放大。所以当计算带角度 R 的标定时，尽可能走大角度（30°以上），并在特征点选取时减小旋转半径。

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校验是标定生成成功后，再次计算多个机械点走位，判断计算的旋转中心是否准确。进一步减少标定**旋转中心**的误差。

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拍照方式是指**标定**时的机械手与相机的关系。眼在手上:相机会随机械手运动，获取的图像点的运动方向会和实际的机械手运行方向相反。
眼在手外:相机固定机械手运动，获取的图像点的运动方向会和实际的机械手运行方向相同。

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当标定选择**眼在手上**时，高级参数会多出一个**相机拍照位**。**相机拍照位置**则为中心点的拍照位置，一般与**中心姿态**相同，不需要随标定移动实时修改。

### 相机简易标定
拍摄一张标定板，将机械手动对准标定板上的圆心获取机械点。图像点则是拍摄到的标定板上的圆得到，通过提取圆心得到图像点。图像点的顺序按照圆的半径从小到大排列。
简易标定建立图像点与机械点之间的标定关系，并保存在全局变量的坐标系树中。生成的标定在坐标系树中可以查看。

准易标定板：
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将机械对准图像的圆心获取机械点：
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对于 XYR 类型的简易标定，需要手动将机械对准每一个圆心（4 个圆心）。然后在最后一个圆心，将机械旋转两次不同角度，获取两个有角度旋转的机械点。即，最后一个圆心的**图像点**对应了三个不同角度**机械点**（一次不旋转，两次旋转），用于计算旋转中心。所以 XYR 类型简易标定需要输入 6 个机械点，和 4 个图像点。XY 类型则是 4 对图像点+机械点。
与单相机标定相同，不带角度选择 XY 类型，计算的是相对关系，只计算输入的图像点和机械点的转换；带角度选择 XYR 类型，计算出图像上旋转中心与机械坐标的绝对转换关系。不同的是简易标定无法判断机械的角度输入的准确度，默认机械手走的角度是正确的，这样会产生误差。

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这里的机械点需要手动输入（**标定数据**中填写）或者外部引入浮点数数组。当物理点数组超过需要个数时，会默认使用前四（六）个，小于则会报错。标定数据可以查看输入的点的信息。

#### 标定引用

生成的标定会储存在全局坐标的**坐标系树**中，使用时需要使用**标定引用**模块。标定引用可以引用所有的标定类型，包括测量标定，比例尺标定。映射则需要通过**映射引用**模块。选择标定然后点击标定数据，可以查看选中标定的标定信息。创建新标定端口未连标定或者选择标定未生成时都会报错。

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标定引用同时会将标定组成标定组输出，同时可以重复引用同一个标定，方便多相机模块使用。

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### 标定转换

机械点和图像点的转换模块。可以配合机械点对位模块使用，用于单个模块无法解决的复杂机械模型。

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相机为眼在手上时，需输入当前相机位置。眼在手上计算时会判断相机当前位置和相机在标定时的位置移动，计算机械点/图像点输出。

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## 使用步骤

### 相机标定
相机采图，优化特征匹配获取图像点数据，多次运行后生成标定。相机标定输出为下一次需要走到的机械点。

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第一次拍照获取的图片时不使用的，从第二个点开始计算。如果不是实时拍照，用的是标定图片，需要从第一个点开始计算时，需要勾选相机标定为仿真模式。

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### 相机简易标定
相机采图输入标定板拍照图片，同时记录机械对标定板的机械坐标。输入到简易标定，单次运行即可生成标定。

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需要选择全局坐标的存储位置。

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## 注意事项
> 
>i 
>
> 1. 使用下相机时需要进行 x 轴镜像。
2. 带有角度 R 的标定，旋转角度最好在 30°以上以提高旋转中心的计算精度。
3. 旋转半径过长会影响对位精度。
4. 进行标定的平面高度需要和使用时的高度相同，否则会有误差。
5. 单相机修改机械模型后需要点击机械参数重新生成标定数据。
6. 普通模式（标定模式）下，相机标定的第一张图像是不带入计算的，及相机需要多拍照一次，才能完成标定。