相机标定

## 相机标定

计算图像坐标系和机械坐标系之间的对应关系，并生成标定文件。

## 模块原理

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。

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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。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。
## 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程，目的是建立图像像素坐标与实际物理坐标之间的精确映射关系。

### 前后序模块

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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## 参数配置说明
【机械参数】设置机械走位的坐标，通过输入图像获取图像坐标。
注：标定模式下，第一次拍摄的图片不带入计算；仿真模式则会将第一张照片作为图像点的第一点。
【标定组】选择对应坐标系组，标定数据将记录到该坐标系组下的标定文件中。其中坐标系组须在全局数据管理中的坐标系标定中设置。
【标定文件】选择对应坐标系组下的标定文件，标定数据将记录在该文件中。（其中标定文件须在全局数据管理中的坐标系标定中设置，先增添坐标系组，再在对应坐标系组下拖拉相机及机器人至窗口中，选择连线将两个图标相连，即可生成标定文件）
运行模式：
【仿真模型】一般用来标定的是图片组时，使用这个模式，它会将第一张照片作为图像点的第一点。同时仿真模式下不会保存图像。
【标定模式】依据实际进行标定。（以12点标定为例，当参考图像选择的是仿真图像时，需提供13张图，第一张图像不进行实际的计算。仿真模式则不需要多提供一张图像）
【保存图像】将参考图像进行保存。
机械模型：
【XYR】机械结构XY轴可平移，并能旋转。
【XY】机械结构XY轴可平移，但不能旋转或不需要旋转。
【XR（Y分离）】机械结构仅存在X轴平移，并能旋转，Y轴结构分离。
【YR（X分离）】机械结构仅存在Y轴平移，并能旋转，X轴结构分离。
【X（Y分离）】机械结构仅X轴平移，Y轴结构分离。
【Y（X分离）】机械结构仅Y轴平移，X轴结构分离。
拍照方式：
【眼在手外】相机安装在某个固定的位置，不跟随机械发生偏移和旋转。
【眼在手上】相机固定安装在机械旋转轴上，跟随机械发生偏移和旋转。
### 机械参数

机械走位设置：
【平移行（列）数】设置标定机械走位的行/列数。
【旋转次数】设置标定机械走位的旋转次数。
【坐标系类型】判断机械手的坐标系类型。
【姿态步进】机械标定时，单次移动或旋转的距离。
【中心姿态】标定在进行平移和旋转时中心点的机械姿态。选择订阅时可在端口中引用数值作为中心姿态。
标定判定：
【最大位移误差】标定数据与计算数据在机械轴的最大误差阈值。
【最大角度误差】标定数据与计算数据角度最大误差阈值。
【中心X/Y补偿】中心姿态的偏移补偿，一般默认为0即可。
是否启用校验：
启动校验后，标定会在完成后多走几步，检验标定的旋转中心。并重新生成校验后的标定保存。
【校验最大误差】若启用校验，允许旋转中心计算的最大偏差。若计算偏差超出校验最大误差则补偿旋转中心计算偏差，重新生成标定数据。
【检测角度】校验过程中机械轴的旋转角度步进。
【检测次数】进行校验的次数。
【中心补偿】中心姿态的偏移补偿，将校验计算得到的中心偏差作为补偿值加入到中心姿态中。
【走位数据】机械进行标定对应的机械走位数据。
【确定】对机械参数进行保存。设置好各机械参数后一定要点击确定以保存，否则设置值将恢复默认值！

## 输出说明

![](/media/202601/2026-01-15_101749_1928290.8657063780262483.png)
总运行结果在标定成功后输出为真，其他情况为假。
单次运行结果输出每一次拍照走位的运行结果。
当标定生成失败时，总运行结果和单次输出都为假。
## 注意事项

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。
## 问题解决
搭建以下流程，测试标定的xy方向准确度。移动匹配物1-10mm，观察标定转换结果是否对应改变，以测试准确度。
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在对位或抓取时，当偏移角度增大时，导致xy的误差相应增大，则是标定的旋转中心计算错误。可以通过增加标定的角度走位（30度以上）。或者通过勾选标定校验，使用长半径标定等方法解决问题。

[【附件】相机标定示例工程.rar](/media/attachment/2026/03/%E7%9B%B8%E6%9C%BA%E6%A0%87%E5%AE%9A%E7%A4%BA%E4%BE%8B%E5%B7%A5%E7%A8%8B.rar)

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