工業(yè)機(jī)器人視覺(jué)相機(jī)標(biāo)定技師（初級(jí)）考試試卷及答案工業(yè)機(jī)器人視覺(jué)相機(jī)標(biāo)定（初級(jí)）考試試卷一、填空題（共10題，每題1分）1.相機(jī)內(nèi)參中，描述鏡頭畸變的參數(shù)主要有徑向畸變和____畸變。2.常用的標(biāo)定板類型有棋盤格、____陣列和圓點(diǎn)標(biāo)定板。3.相機(jī)標(biāo)定的本質(zhì)是建立____坐標(biāo)系與像素坐標(biāo)系的映射關(guān)系。4.手眼標(biāo)定的兩種類型是Eye-in-Hand和____。5.桶形畸變的特點(diǎn)是圖像邊緣向____收縮。6.標(biāo)定需采集至少____張不同位姿的標(biāo)定板圖像。7.相機(jī)標(biāo)定結(jié)果包括內(nèi)參、畸變系數(shù)和____矩陣。8.Eye-in-Hand的相機(jī)安裝在____上。9.像素坐標(biāo)系的單位是____。10.標(biāo)定誤差的常用評(píng)價(jià)指標(biāo)是____誤差。二、單項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分）1.以下不屬于相機(jī)內(nèi)參的是（）A.焦距B.畸變系數(shù)C.世界原點(diǎn)D.主點(diǎn)坐標(biāo)2.棋盤格標(biāo)定板的格子邊長(zhǎng)通常為（）A.1mmB.10mmC.100mmD.隨機(jī)3.Eye-to-Hand的相機(jī)安裝位置是（）A.機(jī)器人末端B.底座附近C.工件上方D.任意4.鏡頭制造誤差導(dǎo)致的畸變是（）A.徑向畸變B.透視畸變C.運(yùn)動(dòng)畸變D.以上都是5.采集圖像時(shí)，標(biāo)定板應(yīng)與相機(jī)光軸（）A.垂直B.平行C.45度D.無(wú)要求6.手眼標(biāo)定的目的是（）A.確定相機(jī)內(nèi)參B.機(jī)器人與相機(jī)相對(duì)位姿C.工件位置D.校正畸變7.不屬于標(biāo)定步驟的是（）A.采集圖像B.提取特征點(diǎn)C.計(jì)算參數(shù)D.更換鏡頭8.像素到圖像坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換需用（）A.內(nèi)參矩陣B.外參矩陣C.畸變系數(shù)D.世界坐標(biāo)系9.初級(jí)標(biāo)定重投影誤差應(yīng)控制在（）以內(nèi)A.0.1像素B.1像素C.5像素D.10像素10.最常用的標(biāo)定板是（）A.圓形陣列B.棋盤格C.圓點(diǎn)D.任意三、多項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分，多選/少選不得分）1.相機(jī)內(nèi)參包括（）A.焦距B.主點(diǎn)坐標(biāo)C.畸變系數(shù)D.外參矩陣2.手眼標(biāo)定類型有（）A.Eye-in-HandB.Eye-to-HandC.固定標(biāo)定D.動(dòng)態(tài)標(biāo)定3.徑向畸變包括（）A.桶形B.枕形C.切向D.透視4.特征點(diǎn)提取要求（）A.清晰B.無(wú)遮擋C.均勻分布D.任意5.標(biāo)定步驟包括（）A.準(zhǔn)備標(biāo)定板B.采集圖像C.提取特征點(diǎn)D.計(jì)算參數(shù)6.影響標(biāo)定精度的因素有（）A.標(biāo)定板精度B.圖像質(zhì)量C.采集位姿數(shù)量D.相機(jī)分辨率7.Eye-in-Hand的優(yōu)點(diǎn)是（）A.視野靈活B.不受工件遮擋C.標(biāo)定簡(jiǎn)單D.精度高8.圖像坐標(biāo)系參數(shù)包括（）A.原點(diǎn)B.單位C.方向D.像素9.外參矩陣參數(shù)包括（）A.旋轉(zhuǎn)矩陣B.平移向量C.焦距D.畸變系數(shù)10.標(biāo)定后需驗(yàn)證（）A.重投影誤差B.機(jī)器人定位精度C.相機(jī)分辨率D.鏡頭焦距四、判斷題（共10題，每題2分，對(duì)√錯(cuò)×）1.相機(jī)內(nèi)參標(biāo)定后固定不變。（）2.棋盤格格子越多，標(biāo)定精度越高。（）3.Eye-in-Hand相機(jī)隨機(jī)器人末端運(yùn)動(dòng)。（）4.切向畸變由光軸與圖像平面不垂直導(dǎo)致。（）5.標(biāo)定板只需在同一位置采集圖像。（）6.重投影誤差越小，標(biāo)定精度越高。（）7.手眼標(biāo)定不需要機(jī)器人運(yùn)動(dòng)參數(shù)。（）8.相機(jī)分辨率越高，標(biāo)定精度一定越高。（）9.圓點(diǎn)板比棋盤格更難提取特征點(diǎn)。（）10.標(biāo)定后相機(jī)與機(jī)器人相對(duì)位置可任意改變。（）五、簡(jiǎn)答題（共4題，每題5分）1.簡(jiǎn)述相機(jī)標(biāo)定的基本原理。2.什么是手眼標(biāo)定？Eye-in-Hand與Eye-to-Hand的區(qū)別？3.標(biāo)定板的選擇原則是什么？4.如何評(píng)價(jià)相機(jī)標(biāo)定的精度？六、討論題（共2題，每題5分）1.影響手眼標(biāo)定精度的因素有哪些？如何優(yōu)化？2.初級(jí)技師標(biāo)定操作易出現(xiàn)哪些問(wèn)題？如何避免？---參考答案一、填空題1.切向2.棋盤格3.世界4.Eye-to-Hand5.中心6.3（或5）7.外參8.機(jī)器人末端執(zhí)行器9.像素10.重投影二、單項(xiàng)選擇題1.C2.B3.B4.A5.A6.B7.D8.A9.B10.B三、多項(xiàng)選擇題1.ABC2.AB3.AB4.ABC5.ABCD6.ABCD7.AB8.ABC9.AB10.AB四、判斷題1.×2.√3.√4.√5.×6.√7.×8.×9.×10.×五、簡(jiǎn)答題1.答案：相機(jī)標(biāo)定是建立3D世界坐標(biāo)系與2D像素坐標(biāo)系的映射關(guān)系。通過(guò)采集多幅不同位姿的標(biāo)定板圖像，提取已知幾何特征（如棋盤格角點(diǎn)），利用特征點(diǎn)的世界坐標(biāo)與像素坐標(biāo)，求解相機(jī)內(nèi)參（焦距、主點(diǎn)、畸變系數(shù)）和外參（相機(jī)相對(duì)世界的旋轉(zhuǎn)/平移）。核心是擬合針孔模型+畸變校正，實(shí)現(xiàn)空間點(diǎn)到像素的轉(zhuǎn)換，為視覺(jué)檢測(cè)、手眼標(biāo)定提供基礎(chǔ)。2.答案：手眼標(biāo)定是確定機(jī)器人末端（手）與相機(jī)（眼）的相對(duì)位姿，使機(jī)器人能根據(jù)相機(jī)檢測(cè)結(jié)果調(diào)整姿態(tài)。區(qū)別：①安裝：Eye-in-Hand裝在末端（隨動(dòng)），Eye-to-Hand固定在外部（不動(dòng)）；②視野：前者靈活（近距離），后者固定（大場(chǎng)景）；③精度：前者受機(jī)器人運(yùn)動(dòng)誤差影響，后者受相機(jī)固定精度影響；④應(yīng)用：前者適合抓取/裝配，后者適合分揀/定位。3.答案：①精度匹配：標(biāo)定板精度高于相機(jī)需求（如10μm級(jí)）；②特征易提?。簝?yōu)先選棋盤格、圓點(diǎn)陣列（算法成熟）；③尺寸適配：與相機(jī)視野匹配（如視野100mm選10mm邊長(zhǎng)）；④耐用性：選耐磨抗污染材料（玻璃/鋁制）；⑤類型適配：Eye-in-Hand選小尺寸，Eye-to-Hand選大尺寸。4.答案：①重投影誤差：標(biāo)定后世界特征點(diǎn)投影到像素的平均距離（≤1像素為佳）；②實(shí)際應(yīng)用誤差：機(jī)器人根據(jù)標(biāo)定結(jié)果定位已知工件的誤差（mm級(jí)）；③參數(shù)穩(wěn)定性：重復(fù)標(biāo)定的參數(shù)差異（越小越好）；④畸變校正效果：圖像無(wú)明顯變形。六、討論題1.答案：影響因素：標(biāo)定板精度低、圖像模糊、機(jī)器人末端位姿不準(zhǔn)、采集位姿不足（<3個(gè)）、算法穩(wěn)定性差。優(yōu)化方法：①選高精度標(biāo)定板（10μm級(jí)）；②改善圖像質(zhì)量（加光源、調(diào)曝光）；③用激光跟蹤儀測(cè)末端位姿；④采集5-10個(gè)不同位姿（覆蓋多角度）；⑤用成熟算法（張正友法）；⑥驗(yàn)證重投影誤差，重復(fù)標(biāo)定取平均。2.答案：常見(jiàn)問(wèn)題：標(biāo)定板與光軸不垂直、遮