2025年06月03日 星期二 首页   |    期刊介绍   |    编 委 会   |    投稿指南   |    期刊订阅   |    统合信息   |    联系我们
计量学报  2024, Vol. 45 Issue (3): 364-371    DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2024.03.09
  几何量计量 本期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 |
基于改进ArUco标签的位姿估计方法
段志瑜1,罗哉1,江文松1,杨力2,李亚茹1,卞点1
1.中国计量大学计量测试工程学院,浙江杭州310018
2.中国计量大学信息工程学院,浙江杭州310018
Pose Estimation Method Based on Improved ArUco Tags
DUAN Zhiyu1,LUO Zai1,JANG Wensong1,YANG Li2,LI Yaru1,BIAN Dian1
1. College of Metrology and Measurement Engineering, China Jiliang University,  Hangzhou, Zhejiang 310018, China
2. College of Information Engineering, China Jiliang University,  Hangzhou, Zhejiang 310018, China
全文: PDF (856 KB)   HTML (1 KB) 
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 针对使用ArUco标签在远距离测量时精度不高的问题,提出改进ArUco标签的位姿估计方法。该方法在ArUco标签的基础上设计了阵列特征圆环,提取圆环的中心点并对其进行排序,根据交比不变特性判断出圆心检测的准确性;利用加权最小二乘法建立ArUco标签角点与阵列圆环圆心之间的直线拟合关系,实现角点修正;采用EPnP算法解算出改进ArUco标签的位姿参数,并利用LM算法对位姿进行优化,提高位姿测量精度。设计了机械臂视觉定位系统验证所提出方法的可行性和有效性。实验结果表明,此改进方法在2.5~4m范围内测量的最大平移误差为8.72mm,最大旋转误差为1.78°。所提出的方法在4m处纵向距离测量的相对误差降低0.69%,提高了测量精度。
服务
把本文推荐给朋友
加入我的书架
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章
段志瑜
罗哉
江文松
杨力
李亚茹
卞点
关键词 几何量计量;位姿估计;ArUco标签视觉定位;目标检测单目视觉    
Abstract:Aiming at the problem of low accuracy when using ArUco tags for long-distance measurement, an improved pose estimation method is proposed. The method designs array feature rings based on ArUco tags, the center points of the rings are extractd and sortd, and the accuracy of circle center detection are judged based on the cross-ratio invariant characteristics. The weighted least squares method is used to establish a straight line fitting relationship between the corner points of the ArUco tag and the center of the array rings to achieve corner point correction. The EPnP algorithm is used to calculate the pose parameters of the improved ArUco tag, and the LM algorithm is used to optimize the pose and improve the pose measurement accuracy. A robotic arm visual positioning system is designed to verify the feasibility and effectiveness of the proposed method. Experimental results show that the maximum translation error measured by this method in the range of 2.5~4m is 8.72mm, and the maximum rotation error is 1.78°, and the maximum rotation error is 4.65°. The proposed method reduces the relative error of longitudinal distance measurement by 0.69% at 4m, improving the measurement accuracy.
Key wordsgeometric metrology    pose estimation    ArUco tag    visual positioning    object detection;monocular vision
收稿日期: 2023-10-12      发布日期: 2024-03-25
PACS:  TB92  
基金资助:国家重点研发计划(2022YFF0705704);国家自然科学基金(52075511);国家市场监督管理总局技术保障专项项目(2023YJ10)
通讯作者: 罗哉(1979-),男,四川遂宁人,中国计量大学计量测试工程学院教授,从事精密测量研究。Email: luozai@cjlu.edu.cn     E-mail: luozai@cjlu.edu.cn
作者简介: 段志瑜(1999-),女,江西九江人,中国计量大学硕士研究生,研究方向为机器视觉的移动测量机器人关键技术。Email: 2889635869@qq.com
引用本文:   
段志瑜,罗哉,江文松,杨力,李亚茹,卞点. 基于改进ArUco标签的位姿估计方法[J]. 计量学报, 2024, 45(3): 364-371.
DUAN Zhiyu,LUO Zai,JANG Wensong,YANG Li,LI Yaru,BIAN Dian. Pose Estimation Method Based on Improved ArUco Tags. Acta Metrologica Sinica, 2024, 45(3): 364-371.
链接本文:  
http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/10.3969/j.issn.1000-1158.2024.03.09     或     http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/Y2024/V45/I3/364
京ICP备:14006989号-1
版权所有 © 《计量学报》编辑部
地址:北三环东路18号(北京1413信箱)  邮编:100029 电话:(010)64271480
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发  技术支持:support@magtech.com.cn