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基于摄影测量的移动机器人末端标定方法研究
摘要：
本文研究了基于摄影测量的移动机器人末端标定方法。移动机器人是一种运动自主的机器人，其能够在任意环境下自主移动，具有广泛的应用前景。末端标定是移动机器人中非常重要的一个环节，它是对机器人实际位置进行精确定位的关键。本文对移动机器人末端标定方法进行了详细研究和分析，提出了一种基于摄影测量的末端标定方法，该方法能够实现高精度的末端位置测量和标定。
关键词：摄影测量，移动机器人，末端标定
Abstract:
Thispaperstudiesthecalibrationmethodoftheendofthemobilerobotbasedonphotogrammetry.Mobilerobotsareself-movingrobotsthatcanmoveautonomouslyinanyenvironmentandhaveawiderangeofapplicationprospects.Endcalibrationisaveryimportantlinkinmobilerobots,anditisthekeytoaccuratepositioningoftherobot'sactualposition.Thispaperanalyzesandstudiestheendcalibrationmethodofmobilerobotsindetail,andproposesanendcalibrationmethodbasedonphotogrammetry,whichcanrealizehigh-precisionendpositionmeasurementandcalibration.
Keywords:photogrammetry,mobilerobot,endcalibration
1.引言
移动机器人是一种运动自主的机器人，其能够在任意环境下自主移动。移动机器人具有广泛的应用前景，包括工业自动化、医疗服务、环境监测、救援和探测等领域。在移动机器人中，末端标定是非常重要的一个环节，它是对机器人实际位置进行精确定位的关键。
末端标定是移动机器人中一项复杂和困难的任务，其主要是通过对机器人尺寸和姿态等参数进行测量和校准，从而获得机器人末端位置的精确坐标。传统的末端标定方法主要采用激光测距、电位器测量和机械标定等方式，这些方法精度较低，而且需要较长的标定时间。因此，开发一种高精度的、简单易行的移动机器人末端标定方法具有重要的研究意义和应用价值。
2.文献综述
在以往的研究中，末端标定主要采用机械标定法，该方法通过机械测量和校准机器人的尺寸、建立机器人的刚体模型，从而获得机器人末端位置的精确坐标。这种方法测量精度较低，而且需要长时间的标定。
激光测距法是末端标定中常用的方法之一。该方法采用激光线作为测距基准，通过测量目标和激光线之间的距离来计算目标的坐标。由于激光测距法可以实现高精度的距离测量，因此在末端标定中得到了广泛应用。但是，激光测距法需要使用昂贵的激光测距仪器，而且激光测距仪器需要进行定期的校准和维护，成本较高。
电位器测量法是另一种末端标定方法，通常使用多个电位器来测量末端位置。该方法需要精密的电位器测量设备，其精度受到电位器阻值的稳定性、读数线路精度和读数精度的影响。此外，电位器测量法还会受到环境因素和外部干扰的影响，因此其精度较低。
3.基于摄影测量的移动机器人末端标定方法
基于摄影测量的移动机器人末端标定方法是使用数码相机或者摄像机对移动机器人进行拍摄，并通过图像处理技术获得机器人末端的位置坐标。该方法具有成本低、操作简单和精度高等优点，已经广泛应用于工业自动化和机器人技术领域。
本文提出了一种基于摄影测量的移动机器人末端标定方法，其具体实现步骤包括：
（1）设计标定板。在标定板上粘贴特定形状和位置的标志物，如黑圆和白圆等。
（2）拍摄图像。在标定板位置稳定的前提下，使用数码相机或者摄像机对标定板进行拍摄，获取标定板图像。为了保证标定板的清晰度和透视度，应该选择光线充足、光线稳定的环境拍摄。
（3）图像处理。通过图像处理技术对标定板图像进行预处理，包括内部对角线和边缘提取等。
（4）计算机标定。使用计算机对标定板图像进行标定，从而计算出相机的内部参数和畸变参数。计算机标定可以通过墨轮标定、圆心标定和校准板标定等方法实现。
（5）末端标定。对移动机器人进行拍摄，并通过图像处理技术获取机器人末端图像。将末端标定图像和计算机标定参数进行匹配，通过三维重建技术计算机移动机器人末端的位置坐标。
通过上述方法可以实现对移动机器人末端位置的高精度测量和标定。该方法具有成本低、操作简单和精度高等优点，可以为移动机器人在工业自动化和机器人技术领域中的应用提供支持。
4.实验结果和分析
在实验中