手眼标定结果不理想（相机超出工作距离）
问题
The hand-eye calibration results are marginal, with unsatisfactory touch test results (typically marginal errors in all axes). The calibration results look like one of the following combinations:
手眼变换 |
手眼残差 |
投影验证 |
触碰测试 |
|---|---|---|---|
合理的 |
尚可 |
欠佳 |
尚可 |
合理的 |
好 |
好 |
尚可 |
If the camera is mounted outside its recommended working distance, re-acquire the dataset within the recommended range and repeat the hand-eye calibration (see Potential Solution below).
临界状态的手眼标定结果示例。
手眼变换矩阵看起来合理，与粗略的手动测量结果一致（见下表和图像）。
0.999 |
-0.006 |
0.043 |
-59.008 |
0.005 |
1.000 |
0.026 |
-88.747 |
-0.044 |
-0.025 |
0.999 |
129.722 |
0 |
0 |
0 |
1 |
标定的残差在可接受的范围内，表明优化已成功收敛。
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 |
0.099 |
0.259 |
0.344 |
0.823 |
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 |
0.080 |
0.229 |
2 |
0.109 |
0.157 |
3 |
0.043 |
0.142 |
4 |
0.095 |
0.148 |
5 |
0.122 |
0.553 |
6 |
0.118 |
0.383 |
7 |
0.028 |
0.610 |
8 |
0.069 |
0.423 |
9 |
0.125 |
0.277 |
10 |
0.146 |
0.823 |
11 |
0.260 |
0.229 |
12 |
0.046 |
0.083 |
13 |
0.057 |
0.628 |
14 |
0.091 |
0.130 |
通过投影验证成功。
触碰测试结果不理想。例如，触碰测试工具的尖端未能准确触及ArUco标记的中心（x轴和y轴方向均有误差），并且会按压ArUco标记（z轴方向有误差）。
潜在原因
数据集是在标定物体位于 相机的推荐工作距离 之外捕获的。
Zivid 相机已经经过标定，可在有效工作距离内提供最佳尺寸精度。超出工作距离后，点云图像可能仍然良好，但尺寸精度会随着距离的增加而逐渐下降。当尺寸精度过差时，手眼标定的结果可能不理想，触碰测试也可能失败。
潜在解决方案
在相机推荐的工作距离内重新采集手眼标定数据集。如果可能，尽量在最佳工作距离内进行操作，以获得最佳结果。请参阅 适用于您的相机型号的工作距离 。
使用新数据集重复进行手眼标定。
验证手眼标定结果（变换矩阵、残差、投影）。
重新运行触碰测试（如果手眼标定结果良好）。
重现问题（手眼标定超出工作距离）
本节中介绍的所有手眼标定均使用 Zivid 2+ MR60 相机进行，其工作距离如下：
建议工作距离：300 毫米 - 1100 毫米
最佳工作距离：350 毫米 - 900 毫米
良好数据集（在工作范围内）
在采集手眼标定数据集时，标定物体位于距离相机 z 轴约 900 毫米处。这在推荐的工作距离 300-1100 毫米范围内，并且处于 Zivid 2+ MR60 相机最佳工作距离 350-900 毫米的边界。
0.999 |
-0.004 |
0.043 |
-56.943 |
0.003 |
1.000 |
0.027 |
-90.317 |
-0.043 |
-0.027 |
0.999 |
128.422 |
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 |
0.056 |
0.115 |
0.270 |
0.383 |
全部的残差数据
位姿 |
旋转角度（°） |
平移量（mm） |
|---|---|---|
1 |
0.070 |
0.184 |
2 |
0.051 |
0.295 |
3 |
0.076 |
0.321 |
4 |
0.049 |
0.383 |
5 |
0.055 |
0.128 |
6 |
0.030 |
0.328 |
7 |
0.052 |
0.211 |
8 |
0.020 |
0.337 |
9 |
0.018 |
0.256 |
10 |
0.088 |
0.345 |
11 |
0.022 |
0.368 |
12 |
0.111 |
0.093 |
13 |
0.027 |
0.264 |
14 |
0.115 |
0.344 |
Verification by Projection technically succeeds, but the resulting error is still too large to be acceptable. Projection verification error can seem acceptable even if the hand-eye calibration is incorrect, so treat a passing result with caution.
然后通过触碰测试验证手眼标定。
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（超出工作范围）
在采集手眼标定数据集时，标定物体位于距离相机 z 轴约 1300 毫米处。这超过了 Zivid 2+ MR60 相机推荐的工作距离 300-1100 毫米。
标定结果如下：
0.999 |
-0.006 |
0.043 |
-59.008 |
0.005 |
1.000 |
0.026 |
-88.747 |
-0.044 |
-0.025 |
0.999 |
129.722 |
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 |
0.099 |
0.259 |
0.344 |
0.823 |
全部的残差数据
位姿 |
旋转角度（°） |
平移量（mm） |
|---|---|---|
1 |
0.080 |
0.229 |
2 |
0.109 |
0.157 |
3 |
0.043 |
0.142 |
4 |
0.095 |
0.148 |
5 |
0.122 |
0.553 |
6 |
0.118 |
0.383 |
7 |
0.028 |
0.610 |
8 |
0.069 |
0.423 |
9 |
0.125 |
0.277 |
10 |
0.146 |
0.823 |
11 |
0.260 |
0.229 |
12 |
0.046 |
0.083 |
13 |
0.057 |
0.628 |
14 |
0.091 |
0.130 |
投影验证成功。
触碰测试结果不理想，因为触碰测试工具的尖端没有对准 ArUco 标记的中心（x 轴和 y 轴误差），反而按压了 ArUco 标记（z 轴误差）。
比较
下表比较了手眼标定矩阵（平移值）和手眼标定残差的结果。
数据集 |
X (mm) |
Y (mm) |
Z (mm) |
|---|---|---|---|
好（在工作距离内） |
-56.943 |
-90.317 |
128.422 |
差（超出工作距离） |
-59.008 |
-88.747 |
129.722 |
Δ（好 - 差） |
2.065 |
-1.570 |
-1.300 |
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（在工作距离内） |
14 |
0.056 |
0.115 |
0.270 |
0.383 |
差（超出工作距离） |
14 |
0.099 |
0.259 |
0.344 |
0.823 |