理论与实验:求解手眼标定方程AX=XB的高效算法

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  针对手眼标定方程AX=XB的求解,本文提出一种高效的闭环线性算法求解,且进一步进行了雅可比优化计算。与经典的基于四元数几何或旋度理论的算法相比,我们的算法无须对A、B进行分解求解旋量,也就无须考虑A、B是否满足刚体变换矩阵以及旋转角是否相同,这能广泛满足一般条件,首先给出了一个关于比例矩阵的最优正交估计证明,利用这个结果,提出了一种基于SVD分解的最优旋转矩阵估计准则;为减小累积误差,本文还建立优化目标模型,并推导了雅可比迭代公式进行非线性优化计算。详细的推导和论证完全基于矩阵理论。相比经典算法,这种算法更能满足非刚体变换的场合,故其显得更灵活而高效。大量计算机仿真和真实实验表明:(1)在初始值的计算方面,我们的算法的精度及稳定性更好。(2)随着更多标定方程的引入,计算的初始值会逐渐收敛到终值,也可以这样认为,当有足够多的标定方程时,把初值直接当做最终结果也是可行的。
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