9. RealSense相机内外参标定#

一种用于机械臂末端相机内外参自动化标定的方法

前置教程：

• 点击这里查看如何安装 AIRBOT Play 驱动程序 和 Python SDK

• 点击这里查看如何进行 AIRBOT Play 硬件连接

• 点击这里查看如何点亮 AIRBOT Play 机械臂

9.1 环境准备#

9.1.1 Python环境准备#

硬件支持：Intel RealSense系列相机及USB相机（默认设备ID为0）

9.1.2 RealSense相机驱动准备#

9.1.2.1 标定板准备#

下载并打印标定板：

注意：打印时缩放比例保持100%！

9.1.3 环境安装步骤#

激活conda虚拟环境

sudo apt-get update

pip install pyrealsense2 -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

9.1.4 物理环境准备（hand_in_eye眼在手上）#

按照距离机械臂底座约10cm距离，宽度6cm距离的样式放置标定板，以确保标定板保持在程序中自动标定的20个电位视野中。可以在calib/hand_eye_640*480/20250513112255格式的文件夹下检查标定板是否在相机捕捉的视野中，如果存在超出视野的，可以移动标定板的位置再次标定。

9.1.5 物理环境准备（hand_to_eye眼在手外）#

将标定板装配在机械臂末端，以标定相机与机械臂基坐标系之间的关系。

9.1.6 标定板参数#

程序使用10×8角点个数的标定板，标定板参数如下：

如果标定板参数发生改变需要在程序115行对应参数进行相应修改。

9.2 启动机械臂控制服务#

打开一个终端，运行机械臂控制服务

airbot_fsm -i <INTERFACE> -p <PORT>

airbot_server -i <INTERFACE> -p <PORT>

• <INTERFACE> 为接口名称，可通过 ip link 查看，默认连接的设备名称为 canX（X 为编号，从0开始计数），如can0, can1等。
• <PORT> 为 gRPC 服务器监听端口。如果连接多个设备，每个设备应使用不同的端口号。为不同的设备可自定义不同 PORT 值，如50000, 50001, 50010等。 关键要点包括： 例：

  airbot_server -i can0 -p 50051
  

9.3 执行自动化相机内参外参标定#

9.3.1 相机内参及眼在手上#

将脚本文件所在目录打开终端运行下列命令：

conda activate airbot
python3 -m airbot_calibration -t hand_in_eye_auto

## 若自动化标定不成功可使用手动标定，拖动机械臂至不同的位置并保证标定版完全在视野中，按下esc保存图片
python3 -m airbot_calibration -t hand_in_eye

注意

如需修改realsense相机分辨率，需要在cam_calibration_real_3.0/configs/rs_camera.yaml文件中对resolution参数进行修改。

运行结果如下：

可视化分析报告

程序将自动运行相机内参标定与外参标定，并将分析报告保存在类似目录下：

标定后的精度要求为Project Error: <0.03 ，标定精度受机械臂定位精度影响，最好在进行相机内外参标定前先进行机械臂精度标定，确保机械臂定位精度符合标准，若相机内外参标定不符合标准可以略微移动标定板再次标定。

9.3.2 相机内参及眼在手外标定#

将脚本文件所在目录打开终端运行下列命令：

conda activate airbot
python3 -m airbot_calibration -t hand_to_eye -c usbcam 

## 需要指定usb相机时可以-d输入
python3 -m airbot_calibration -t hand_to_eye -c usbcam -d 0
## 更多参数详见代码

## 此代码同样支持,当自动化标定位姿点不能满足要求时可以使用此代码 
python3 -m airbot_calibration -t hand_in_eye -c realsense 

9.4 内外参精度验证#

将标定板换成aurco码面，运行文件夹下的aruco_detect_realsense.py文件 将Calibration_Report.txt移动到cam_calibration_real/configs目录下：

python3 -m aruco_detect_realsense

正确验证结果如下，如果平均误差大于1mm则需要重新进行相机内外参标定：

如果出现如下异常则说明标定板验证面超出相机视野，重新摆放以确保在相机视野内，可以运行airbot_realsense.py检查相机当前视野

运行后程序会将内外参结果可视化：

• Intrinsic calibration verification：内参结果可视化，显示五个marker在相机坐标系下的坐标及相机坐标系下四个marker之间的距离（真实距离是150mm），左上角显示的是四个maker与中心marker的距离的平均误差

  
  

• Extrinsic calibration verification: 外参结果可视化，显示五个marker在base坐标系下的坐标及base坐标系下四个marker之间的距离（真实距离是150mm），左上角显示的是四个maker与中心marker的距离的平均误差

  

9.5 异常处理#

如果图片中存在过多(超过10%)以下信息输出

需要按照第一步环境准备尽量精确防止标定板，再重新进行标定程序