由于手眼标定不佳（单位使用了米而不是毫米），触碰测试不安全。

问题

手眼标定结果很差，进行触碰测试是不安全的。

手眼变换	手眼残差	投影验证	触碰测试
差	差	差	不安全

手眼标定结果不佳的示例

手眼变换矩阵看起来不正确，因为它的几个值与物理测量值相差极大，对于这种设置来说不合理。

手眼变换矩阵

0.971	-0.214	-0.108	-1.683
-0.019	0.380	-0.925	375.305
0.239	0.900	0.365	457.970
0	0	0	1

数值 457.970 应约为 130 mm，而 375.305 则大致为 90 mm。现阶段我们忽略正负号（+/-），因为它取决于坐标系的定义；我们仅关注距离大小。

标定的残差也明显大于预期，高出几个数量级。

残差

N（位姿）	平均旋转角度（°）	最大旋转角度（°）	平均平移残差（mm）	最大平移残差（mm）
14	5.247	12.851	135.333	760.322

对于小型机器人，我们预计残差在亚毫米范围内；而对于大型机器人，残差则在毫米范围内。至于残差的旋转分量，我们预计其在亚度范围内。

全部的残差数据

残差

位姿	旋转角度（°）	平移量（mm）
1	0.948	760.322
2	0.746	92.317
3	2.557	177.495
4	9.364	167.930
5	10.202	174.986
6	0.951	55.776
7	10.514	65.690
8	12.851	69.575
9	2.470	70.544
10	2.625	81.236
11	0.927	43.069
12	2.134	32.829
13	10.851	44.558
14	6.316	58.329

通过投影验证失败，这表明手眼标定不正确，触碰测试将会严重失败。

潜在原因

用于手眼标定的机器人位姿（平移分量）以 米 为单位提供。

大多数工业机器人默认使用米作为机器人位姿单位。然而，Zivid 点云的单位是毫米。为了获得正确的手眼标定结果，用于手眼标定的机器人位姿和点云必须使用相同的单位。如果机器人位姿单位为米，而点云单位为毫米，则必然会导致手眼标定结果不佳，并生成完全错误的手眼变换矩阵。

警告

ROS 使用国际单位制 (SI)，因此 ROS 主题中返回的机器人位姿数据以 米 为单位。如果您通过 ROS 采集机器人位姿数据，请在运行手眼标定之前将位移分量转换为毫米。

潜在解决方案

1. 请确保机器人输入位姿的单位为 毫米 。

   注意：如果机器人位姿的平移分量以米为单位，则只需将其除以 1000 即可将其转换为毫米。

2. 使用相同的数据集（机器人位姿以毫米为单位）重复手眼标定。

3. 验证手眼标定结果（变换矩阵、残差、投影）。

4. 运行触碰测试（如果手眼标定结果良好）。

重现问题（机器人位姿单位显示为米而不是毫米）

良好的数据集

使用下图所示的数据集成功进行了手眼标定。

标定结果如下：

手眼变换矩阵

0.999	-0.004	0.043	-55.476
0.004	1.000	0.013	-91.613
-0.043	-0.013	0.999	128.667
0	0	0	1

残差

N（位姿）	平均旋转角度（°）	最大旋转角度（°）	平均平移残差（mm）	最大平移残差（mm）
14	0.019	0.029	0.144	0.222

全部的残差数据

残差

位姿	旋转角度（°）	平移量（mm）
1	0.026	0.071
2	0.013	0.218
3	0.020	0.146
4	0.026	0.222
5	0.026	0.181
6	0.007	0.114
7	0.007	0.128
8	0.015	0.066
9	0.023	0.110
10	0.010	0.113
11	0.024	0.149
12	0.023	0.175
13	0.029	0.184
14	0.022	0.132

通过触碰测试验证了手眼标定。

触碰测试成功，证实了手眼标定的正确性和准确性。

错误数据集（机器人位姿单位为米而非毫米）

为了模拟该问题，将手眼标定数据集中输入机器人位姿的平移向量从毫米转换为米。然后，使用修改后的机器人位姿对同一数据集再次进行手眼标定。

标定结果如下：

手眼变换矩阵

0.971	-0.214	-0.108	-1.683
-0.019	0.380	-0.925	375.305
0.239	0.900	0.365	457.970
0	0	0	1

残差

N（位姿）	平均旋转角度（°）	最大旋转角度（°）	平均平移残差（mm）	最大平移残差（mm）
14	5.247	12.851	135.333	760.322

全部的残差数据

残差

位姿	旋转角度（°）	平移量（mm）
1	0.948	760.322
2	0.746	92.317
3	2.557	177.495
4	9.364	167.930
5	10.202	174.986
6	0.951	55.776
7	10.514	65.690
8	12.851	69.575
9	2.470	70.544
10	2.625	81.236
11	0.927	43.069
12	2.134	32.829
13	10.851	44.558
14	6.316	58.329

投影验证失败，表明手眼标定不正确，触碰测试将会严重失败。因此，出于安全考虑，跳过了触碰测试。

比较

下表比较了手眼变换矩阵（平移值）和手眼标定残差之间的结果。

手眼变换矩阵中的转换值

数据集	X (mm)	Y (mm)	Z (mm)
好（位姿单位为毫米）	-55.476	-91.613	128.667
差（位姿以米为单位）	-1.683	375.305	457.970
Δ（好 - 差）	-53.793	-466.918	-329.303

残差

数据集	N	平均旋转角度（°）	最大旋转角度（°）	平均平移残差（mm）	最大平移残差（mm）
好（位姿单位为毫米）	14	0.019	0.029	0.144	0.222
差（位姿以米为单位）	14	5.247	12.851	135.333	760.322