由于手眼标定不佳，触碰测试不安全（数据集仅包含平移变化）。
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。
0.999 |
-0.005 |
0.003 |
6041.859 |
0.005 |
0.999 |
0.024 |
4033.240 |
-0.003 |
-0.024 |
1.000 |
590.926 |
0 |
0 |
0 |
1 |
数值 590.926 应约为 130 mm，而 4033.240 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，大约高出一个数量级。
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） |
|---|---|---|---|---|
7 |
0.033 |
0.108 |
2.623 |
5.001 |
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
位姿 |
旋转角度（°） |
平移量（mm） |
|---|---|---|
1 |
0.031 |
1.189 |
2 |
0.020 |
4.366 |
3 |
0.108 |
5.001 |
4 |
0.022 |
1.581 |
5 |
0.028 |
0.765 |
6 |
0.018 |
1.977 |
7 |
0.007 |
3.482 |
投影验证在技术上是成功的，但产生的误差仍然过大，无法接受。我们应该对投影验证持非常谨慎的态度，因为即使手眼标定不正确，投影误差也可能看起来可以接受。
这些结果强烈表明手眼标定不正确，如果尝试进行触碰测试将会失败。
潜在原因
数据集中的机器人位姿之间只进行了平移运动。
这对于手眼标定来说是不够的，因为求解器需要旋转运动才能唯一确定相机相对于机器人的方向。如果没有旋转运动，问题就会变成欠约束问题，导致手眼标定结果不稳定或错误、残差较大、投影验证失败以及触碰测试不安全。
潜在解决方案
确保数据集中包含机器人位姿之间的平移和旋转运动。
注意：请查看 如何获取用于手眼标定的优质数据集 。
重新运行手眼标定（使用正确的数据集）。
验证手眼标定结果（变换矩阵、残差、投影）。
运行触碰测试（如果手眼标定结果良好）。
重现问题（数据集中仅包含平移变化）
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 0.9991385
-0.00262377
0.04141687
-55.73573
0.001416378
0.9995739
0.02915465
-91.3017
-0.04147572
-0.02907087
0.9987165
129.1951
0
0
0
1
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 |
0.028 |
0.068 |
0.133 |
0.278 |
全部的残差数据
位姿 |
旋转角度（°） |
平移量（mm） |
|---|---|---|
1 |
0.030 |
0.149 |
2 |
0.039 |
0.278 |
3 |
0.021 |
0.065 |
4 |
0.037 |
0.138 |
5 |
0.013 |
0.272 |
6 |
0.014 |
0.079 |
7 |
0.018 |
0.133 |
8 |
0.013 |
0.075 |
9 |
0.038 |
0.088 |
10 |
0.015 |
0.061 |
11 |
0.026 |
0.179 |
12 |
0.036 |
0.065 |
13 |
0.068 |
0.209 |
14 |
0.023 |
0.066 |
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（只有平移而没有旋转变化的数据集）
使用下图所示的数据集进行手眼标定，该数据集仅包含平移彼变化，不包含旋转变化。
标定结果如下：
手眼变换矩阵 0.999
-0.005
0.003
6041.859
0.005
0.999
0.024
4033.240
-0.003
-0.024
1.000
590.926
0
0
0
1
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） |
|---|---|---|---|---|
7 |
0.033 |
0.108 |
2.623 |
5.001 |
全部的残差数据
位姿 |
旋转角度（°） |
平移量（mm） |
|---|---|---|
1 |
0.031 |
1.189 |
2 |
0.020 |
4.366 |
3 |
0.108 |
5.001 |
4 |
0.022 |
1.581 |
5 |
0.028 |
0.765 |
6 |
0.018 |
1.977 |
7 |
0.007 |
3.482 |
投影验证在技术上成功了，但误差仍然过大，无法接受。对于投影验证，我们应该非常谨慎，因为即使手眼标定不正确，投影误差也可能看起来可以接受。
这些结果强烈表明手眼标定不正确，如果尝试进行触碰测试，将会失败。
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
-55.73573
-91.3017
129.1951
差（仅有平移变化）
6041.859
4033.240
590.926
Δ（好 - 差）
-6097.595
-4124.542
-461.731
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 |
14 |
0.028 |
0.068 |
0.133 |
0.278 |
差（仅有平移变化） |
7 |
0.033 |
0.108 |
2.623 |
5.001 |