一种基于视觉的脑外科机器人DH参数标定方法

针对脑外科手术机器人的特点,即要求较高的绝对定位精度和较为简单的标定操作,提出一种通过工业相机完成的DH参数标定方法。该方法的核心是一种基于位姿误差的误差方程。通过对其进行最优化完成DH参数标定,使绝对定位误差从8.564 5mm降低至0.637 8mm。并且该方法具有设备简单、操作简易等优点,适用于医疗手术环境。     

基于距离精度的工业机器人标定模型

工业机器人主要有两个性能评价指标:重复定位精度和绝对定位精度。由于制造与安装误差,导致工业机器人定位精度不高,因此,在机器人使用前需要对其进行标定。但在应用传统的方法进行位置误差的标定和补偿时,要涉及到测量系统坐标系与机器人基础坐标系间的变换。由于这一过程很难精确完成,容易引入误差。因此,本文利用距离精度的定义,在修正的5参数DHM(Denavit-Hartenberg Modified)运动学模型的基础上,建立了机器人的距离误差标定模型,该模型可以避免坐标转换带来的误差。基于该模型,利用Matlab软件进行仿真实验。仿真结果显示机器人距离误差标定模型可以明显提高机器人的距离精度,为后续的实验打下基础。     

基于激光扫描测量臂的工业机器人运动学标定

提出一种基于激光扫描测量臂测量系统的6轴工业机器人运动学标定方法。分析了机器人本身的运动偏差和综合考虑测量系统构造的机器人坐标系与真实基座标系之间的不重合问题;建立机器人末端位置与各连杆参数相关的绝对定位误差方程,基于该误差方程,利用便携式激光扫描测量臂测量系统对不同空间位置姿态下机器人的法兰中心点进行测量,并用最小二乘法对误差方程进行解算,利用计算出的参数误差修正机器人模型中的各名义参数值,可以提高机器人运动的准确度。将该方法应用在Staubli TX90工业机器人上,实验结果表明,机器人的绝对定位精度由标定前的均值/标准差0. 742 5 mm/0. 191 0 mm减少到标定后的0. 242 8 mm/0. 098 1 mm,提高了近50%,表明该标定方法的有效性和准确性。     

双工位4-PPPS飞机装配对接系统几何参数标定方法

双工位4-PPPS并联机构承载能力强、结构稳定,用于飞机机身舱段的装配过程以提高对接效率减轻劳动强度.然而由于对接系统为大尺寸分布式结构,且具有较大的制造和安装误差,很难保证实际对接精度.为了提高4-PPPS机身对接机构的定位精度,提出了两步精度提升方法:首先提出了一种均值迭代方法标定飞机坐标系的基准点,作为整个对接系统的参考坐标系,提升了测量坐标系和飞机坐标系之间的匹配精度.其次,提出了一种基于空间位姿矩阵微分的运动学标定方法,推导出了系统全误差导数方程,可以对多达42个运动学参数进行同时标定.通过本文方法,飞机舱段对接系统的最大位置误差从2.2 mm减小到0.035 mm,最大指向误差从0.08°减小到0.018°.精度测量和对接试验证明了所提出方法的有效性.     

一种结合 TCP 标定的深度相机手眼标定方法

手眼标定是机器人实现视觉引导下精准作业中的关键技术。传统手眼标定和机器人工具中心点(TCP)标定分开进行,存在较大累积误差,同时针对深度相机的手眼标定存在精度不足的缺点。本文提出了一种结合TCP标定过程同步标定深度相机手眼关系的新方法。方法基于深度相机观测和TCP标定相同的标定平面,相机坐标系下标定平面方程和机械臂坐标系下标定平面方程为对应关系,通过平面方程之间的变换来计算手眼关系。本文方法减少了TCP和手眼关系独立标定累积误差影响,节约标定时间和标定件成本。仿真和实测结果表明,本文方法提高了深度相机手眼标定精度,标定后实测位置误差平均为0.2 mm,为机器人视觉控制系统高精度作业所需标定提供了一种新的思路。     

多因素影响下的机器人定位精度标定方法

针对机器人标定过程中构建坐标系与真实坐标系不重合问题,提出一种多因素影响下的机器人定位精度标定方法。标定时,在两坐标系间建立转换矩阵,同时识别出运动学参数和转换矩阵,并应用于修正系统的运动学模型。对KR150—2机器人的标定实验显示,标定前平均定位精度为1．321mm,未考虑坐标系不重合问题标定后可提高至0．312mm,而考虑该问题可达到0．183mm。由此表明,提出的标定方法能使机器人定位精度得到更进一步的提高。     

基于PSO-SVR算法的工业机器人分级标定方法

为了提高六自由度机器人在应用中的定位精度,提出一种提高机器人绝对定位精度的分级标定方法。该方法第一阶段进行几何参数误差的标定,以改进的Denavit-Hartenberg(MD-H)模型为基础,加入减速比和耦合比的因素建立了完整的工业机器人几何参数误差模型,之后采用Levenberg-Marquarelt(LM)算法辨识出机器人的几何参数误差并计算出剩余残差;第二阶段建立基于粒子群—支持向量回归(PSO-SVR)算法的剩余误差预测模型,来预测并补偿修正几何参数后剩余的残留误差。最后,以六自由度工业机器人进行试验验证,经过分级标定后机器人末端中心点的平均位置误差由5.866 mm减少到0.211 6 mm,最大位置误差由10.322 9 mm减少到0.699 9 mm,验证了该标定算法的正确性和有效性。     

基于标定板的协作机器人Denavit-Hartenberg参数标定研究

提出一种基于标定板的协作机器人Denavit-Hartenberg参数标定方法。应用这一方法,将协作机器人拖曳至标定板的不同位置,得到不同位置的位置偏差,构建协作机器人误差方程。应用Denavit-Hartenberg参数法建立协作机器人的误差模型,采用刚体微分运动方法对误差模型进行化简,并结合误差方程优化协作机器人的Denavit-Hartenberg参数。这一标定方法具有操作简便、通用性强的优点,通过试验验证了这一方法的有效性。     

机器人视觉伺服控制中的自标定方法研究

利用误差矩阵方法对系统进行标定,虽然该标定不能完全消除系统坐标系间的误差,但与未标定坐标系间误差相比,精度有了很大的提高.在系统标定后,可以用基于位置的视觉跟踪方法对特征点进行跟踪,提高系统的速度.该方法的最大优点,是标定过程简单、精度高.实验结果表明,在光学系统畸变影响下,一次标定可以将误差控削在3个像素范围内.     

基于点云中心的激光雷达与相机联合标定方法研究

针对激光雷达与相机联合使用遇到的点云稀疏、相机受环境光照影响失真等问题,提出一种基于点云中心的激光雷达与相机自动配准方法,避免了传统联合标定需要手动选择特征点以及连续采集多帧等问题。该方法在对点云与图像预处理后,利用平面法向量的一致性实现多标定板点云自动分割,提取标定板在激光坐标系和相机坐标下的点云;然后通过点云聚集迭代求解中心点,实现两个传感器标定板对应点云中心的粗配准;最终利用迭代最近点算法进行精配准,获得标定参数,完成联合标定。实测表明,在激光雷达误差±3 cm范围内,点云正确投影比例达到97.93%,可以有效获取高精度联合标定参数,满足空间环境对激光雷达和相机数据融合的要求。     

基于3D立体靶标的摄像机标定算法

利用透镜成像理论建立摄像机数学模型,提出了一种线性求解摄像机内外参数的方法.该方法特点是采用主动发光的光点阵列标定靶,利用2D标定靶的精确移动来实现基于3D立体靶标的摄像机标定的算法.     

标定模板与图像平面平行时的摄像机标定方法

在工业应用的机器视觉系统中,存在着较多的图像平面与标定模板平面平行的情况,针对这种情况,提出了一种新的简单而快速的标定方法。该方法仅需要一个取景器和一个平面标定模板,通过取景器可直接得到光轴中心坐标,同时也可计算出镜头的焦距;再利用平面标定模板上的特征点计算出摄像机模型的其他参数。实践证明,该方法无需预标定过程即可迅速、方便地对摄像机的内外参数进行标定,并且具有较好的精度。     

手眼系统中摄像机标定和手眼标定的同步算法

在手眼系统中,提出一种统一相机标定和手眼标定的简便标定方法。一般来说,相机标定和手眼标定是分别进行的,故提出一种可以同步完成相机标定和手眼标定的整体标定方法。利用几何代数将几何对象作为代数实体通过代数运算的方法进行手眼标定。采用张正友相机标定方法完成摄像机标定。通过将算法与其他手眼标定方法如"两步法"得到的结果进行比较,可知这里方法所得结果精度更高。上述实验的结果表明提出的同步标定算法的可行性和有效性。     

振荡波发生器校准方法及其不确定度分析

本文介绍了电磁兼容领域中振荡波发生器,描述了振荡波发生器校准系统构建,并就校准系统测量方法进行详细论述,并对脉冲电压输出,电压上升时间和短路电流等校准参数进行了详细的不确定度分析,并给出了不确定度评定结果。     

切削温度快速标定装置及标定精度

为了真实地模拟切削过程,提高切削温度的标定速度和精度,并使标定的操作简单快捷,研制了一种切削温度的快速高精度标定装置新结构。通过标定试验证明,只要选择热阻较大的硬质合金刀片结构、电阻值较大的碳硅棒电极和尽量大的加热电流就可使冷端温升减小,提高标定精度。     

基于多幅标定板图像的摄像机标定的对比和分析

摄像机标定是立体视觉三维重构的基础,标定的精度、稳定性和效率决定着整个双目立体视觉系统的性能。通过改变标定板图像数目开展标定实验,分别获得了摄像机内参和外参、标定所需时间,分析了标定板图像数目与标定精度和标定效率之间的关系。实验结果表明,对双目立体视觉而言,标定板图像数目为10幅为宜。     

小孔法中校准系数的有限元数值标定技术研究

由于小孔法中校准系数a和b的试验标定过程较为繁琐,以及ASTM E837-08给出的推荐值在实际测量中有一定的局限性,用有限元数值分析的方法模拟力学拉伸试验的校准过程,对中心圆直径为5.13 mm的A型应变花的校准系数进行标定.通过ANSYS构造试件和应变花粘合的三维模型,分别对薄试件钻通孔和厚试件钻盲孔的情况进行研究,分析试件贴片平面的边长、试件的厚度、钻孔直径和钻孔深度对a和b的影响,然后将标定得到的数据与ASTM E837-08的推荐值进行比较分析.结果表明,薄试件钻通孔时,钻孔直径是主要的影响因素,厚试件钻盲孔时,钻孔直径和钻孔深度是两个主要的影响因素,且它们对a和b的影响都有一定的规律性;通过有限元数值分析的方法标定小孔法中的校准系数得到的数值准确可靠,与ASTM E837-08的推荐值吻合较好,并对其数值做了较充分的扩展;有限元数值标定的方法快捷有效,可以取代复杂的力学拉伸试验校准的方法.     

极紫外（EUV）单色仪波长定标

本文给出了一种新的EUV单色仪定标方法：通过测量标准气体He空阴极光源的30.38nm和58.43nm两条发射光谱和标定过的中心波长为13.90nm Mo/Si多层膜反射镜的反射率峰值位置,对Mcpherson247型EUV单色仪进行波长定标,将所定的标准点在单色仪的运动轨迹上作了相应的标识,并用Origin软件进行处理,利用一元二次方程得出拟合曲线。对标定结果作了分析,得出了在1nm～120nm波段内,用激光等离子体光源软X射线反射率计测量多层膜反射镜反射率时,测量准确度为0.08nm,测量重复性为±0.04nm。     

传感器的分段标定

本文简单的论述了材料试验机的发展历程。介绍了传感器的特性,论述了传感器分段标定的必要性,详细分析了分段标定的原理。