1.8 坐标系

当各关节角度均处于零位时,机器人各部件的坐标系分布如下图所示。其中,红色表示 X 轴,绿色表示 Y 轴,蓝色表示 Z 轴。

坐标系示意图

坐标系示意图

1.8.1 URDF 与出厂标定

机器人坐标系数据分为两类,用途不同:

  • URDF(x2_ultra.urdf,可通过 SDK 获取):描述关节链运动学模型,含各 link 几何、关节轴向与限位、link 间刚体变换。坐标系为标称设计值,同一型号一致,用于运动学求解、可视化(RViz/Foxglove)及关节空间规划。

  • 出厂标定(见下文):记录各传感器相对基座的实测安装位姿及相机内参,每台机器人不同,用于传感器融合与多传感器坐标变换。

两者互补:URDF 提供关节链坐标系(标称),出厂标定提供传感器在基座坐标系下的实测位姿(个体差异)。

1.8.2 出厂标定参数

机器人各传感器在出厂时均经过标定,标定结果保存在开发计算单元(PC2)上的:

/agibot/data/param/protected/factory_calib/factory_calibration_params.yml

该 YAML 文件包含各传感器相对机器人基座(baselink)的外参(旋转矩阵与平移向量),以及相机的内参矩阵与畸变系数。传感器融合与多传感器坐标变换应以此文件为准。

备注

R_baselink_sensor 为基座到传感器的 3×3 旋转矩阵(行优先 9 元素数组);t_baselink_sensor 为基座到传感器的平移向量,单位为米。

文件按传感器分段,各段含义如下:

段名

传感器

标定内容

waist_imu

腰部 IMU

基座→IMU 旋转矩阵

chest_imu

胸部 IMU

基座→IMU 旋转矩阵

head_rear_rgb

后视 RGB 相机

内参、畸变、基座→相机旋转+平移

stereo_left

双目左相机

内参、畸变、左右相机间外参、基座→相机旋转+平移

stereo_right

双目右相机

内参、畸变

head_rgbd_rgb

头部深度相机 RGB

内参、畸变、基座→相机旋转+平移

chest_lidar

胸部激光雷达

基座→激光雷达旋转+平移

各字段含义:

字段

适用传感器

含义

time

全部

标定时间戳

head_yaw / head_pitch

全部

标定时头部关节角(单位:rad)

R_baselink_sensor

全部

基座→传感器的 3×3 旋转矩阵(行优先 9 元素)

t_baselink_sensor

相机/激光雷达

基座→传感器的平移向量(单位:m,3 元素)

model_type

相机

相机模型:PINHOLE(针孔)或 KANNALA_BRANDT(广角)

image_width / image_height

相机

标定分辨率

K

相机

3×3 内参矩阵(fx, fy, cx, cy)

D

相机

畸变系数(k1, k2, p1, p2, k3)

R_l_r

双目左相机

左→右相机 3×3 旋转矩阵

t_l_r

双目左相机

左→右相机平移向量(单位:m)

警告

此文件为出厂标定结果,请勿修改。标定参数与具体机器人个体绑定,不同机器人的参数不同。