基于协方差矩阵自适应进化策略的机器人手眼标定算法

作者：赵云涛; 谢万琪; 李维刚; 胡佳明

来源：计算机应用, 2023, 43(10): 3225-3229.

DOI：10.11772/j.issn.1001-9081.2022081282

• 机器人
• 协方差矩阵自适应进化策略
• 对偶四元数
• 手眼标定
• 约束优化

针对视觉传感器标定和机器人运动学求解过程中存在噪声干扰，导致传统的手眼标定算法求解误差较大的问题，提出一种基于协方差矩阵自适应进化策略（CMAES）的机器人手眼标定算法。首先，采用对偶四元数（DQ）对旋转和平移分别建立目标函数和几何约束，简化求解模型；其次，采用惩罚函数法将约束问题转化成无约束优化问题；最后，使用CMAES算法逼近手眼标定旋转和平移方程的全局最优解。搭建机器人、相机实测实验平台，将所提算法与Tsai两步法、非线性优化算法INRIA、DQ算法进行对比。实验结果表明：所提算法在旋转和平移上的求解误差和方差均小于传统算法；与Tsai算法相比，所提算法的旋转精度提升了4.58%，平移精度提升了10.54%。可见在存在噪声干扰的实际手眼标定过程中，所提算法具有更好的求解精度与稳定性。

• 单位
  武汉科技大学