基于改进ArUco标签的位姿估计方法

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2.5～4 m范围内测量的最大平移误差为8.72 mm,最大旋转误差为1.78°。所提出的方法在4 m处纵向距离测量的相对误差降低0.69%,提高了测量精度。