立体偏折术的高效标定及法线计算方法

法线计算和系统位姿关系标定是立体偏折术测量的关键技术。针对法线匹配,在立体视觉极线准则的基础上采用假设点的方法,将法线计算转化为一维搜索法线夹角最小值问题。通过查找两个相机对应同一采样点的法线夹角的最小值来获取镜面梯度,最终通过径向基插值函数从梯度数据中恢复镜面精确面形。针对系统位姿关系标定,提出采用将标定板和镜面相结合的位姿关系标定方法。将标定板的厚度纳入标定模型中,提高了标定精度。该方法只需一个镜面反射图像即可确定相机和显示屏幕的位姿关系,使标定过程更加自由和灵活。初步实验验证了所提方法的可行性。     

机器人-三维扫描系统联合扫描及其工业应用

一种由便携式三维激光扫描仪和六自由度工业机器人组成的机器人-三维扫描系统可以多角度多方位的获取物体表面的三维信息.针对激光扫描系统和机器人的两种不同组合方式,提出了一种新的确定机器人和激光扫描系统位姿关系的标定方法.该方法使用半径已知的球体作为参照工具,利用扫描系统投射出的线激光与球体的相交线拟合圆来恢复球心以及扫描整个球面拟合球心分别标定了扫描仪与机器人的旋转和平移关系,从而使机器人能够与扫描仪一起完成扫描任务.同时,将该机器人-三维扫描系统应用于工业加工中,可以实现在线测量、加工一体化.使用此系统成功地进行了吉他扫描,并利用得到的扫描数据对吉他进行了精确的边缘加工.实验结果证明,该机器人-三维扫描系统具有测量精度高及稳定性好的特点.     

基于快速搜索球心的球度评定方法

提出一种基于快速搜索球心的球度评定方法。通过建立的数学模型和搜索流程,快速搜索并找到两个同心球和球心。首先,采用最小二乘法拟合球面轮廓的近似球心,并获得距离该球心的最远点和最近点,确定球心移动方向;然后,结合设置的步长值搜索下一个球心;最后多次迭代计算直至球度符合最小区域评定准则。实验结果表明:该方法与区域搜索法相比,球度计算误差<1μm,计算效率提高7倍,能够快速实现球度误差的精确评定,符合工程应用需求。     

基于精密二轴转台的大尺寸测量相机高效灵活标定方法（英文）

针对大尺寸视觉测量领域的相机标定问题,研究了一种使用精密二轴转台和单个固定不动的光学参考点进行相机标定的方法.通过精密二轴转台带动相机做二维转动并拍摄前方光学参考点,从而构建精密的角度基准控制场并实现标定.该方法有如下优点:无需调整或已知参考光点与相机和转台之间的位置关系;测量全程由程序控制自动高效完成;同时,针对不同的测量任务和测量相机,测量空间和测量距离可通过调整转台的转动幅度以及控制参考点到相机的距离实现任意灵活配置,从而保证标定控制场和相机测量视场相一致.标定实验验证了本文提出的标定方法具有较高的标定精度.     

基于多基站激光跟踪仪的机器人位姿精度测试方法

针对机器人末端位姿精度测试的需求,提出了基于多基站激光跟踪仪的测试方法。该方法采用三靶球测量方案,通过非线性最小二乘法求解转站参数,并融合多基站测量数据实现机器人末端位姿精度的测试。通过直线导轨和转台标准器对该方法的测试效果进行实验验证,结果显示相对于单基站激光跟踪仪的测试方法,三基站测量的定位精度提升了38.5%,定点重复精度提升了42.2%。将该多基站测试方案在型号为IRB14000的工业机器人上进行了试验,根据工业机器人性能规范及其试验方法国标(GB/T 12642)要求进行操作,得到了机器人位姿精度的测试结果,证明了该多基站测试方案的可行性。     

多传感信息融合机器人标定方法

该文提出一种基于多传感信息融合技术进行机器人运动学标定的方法。首先通过对机器人的指数积(POE)正向运动学模型取微分的方式建立末端执行器的误差模型,利用ROMER-RA7520绝对关节臂测量机和安装在末端工具上的多个传感器分别采集末端执行器的位置和姿态信息;随后根据坐标统一原理将测量机的位置测量数据和多传感器的姿态量测数据转换到机器人基础坐标系下,实现位姿数据的空间配准;接着运用自适应加权融合算法融合处理经过空间配准后的位姿数据,得到末端执行器位姿测量值;最后应用迭代最小二乘法求解出参数偏差。KR5arc机器人标定仿真实验表明:该方法可大幅度提升机器人在任意位姿下的定位、定姿精度。     

基于视觉和工业机器人的动态抓取技术

目的 针对传送带输送产品过程中,机器人动态抓取产品的位姿数据计算问题,提出一整套基于智能相机和编码器检测的位姿数据计算方法。方法 首先搭建一套相机检测和机器人动态抓取系统模型,介绍抓取系统的构成及其工作过程;其次,为抓取系统创建各个坐标系,详细介绍各个坐标系间的变换关系、矩阵模型及需要标定的量;再次,设计标定量的测算过程和计算公式;最后,搭建以三菱工业机器人、欧姆龙智能相机及编码器等核心部件为主的实验样机,对上述位姿数据计算方法进行测试和验证。结果 实验结果表明,产品位姿数据的计算值与实测值之间的误差低于0.4 mm。结论 基于视觉和编码器检测的机器人动态抓取精度符合工程应用要求。     

质量特性测量系统的运动学标定

质量特性测量过程中测量位姿的定位精度直接影响测量结果的精度。针对该问题利用D-H参数建立了系统机械结构的运动学方程,进而得到了终端产品坐标系的位置误差模型。利用激光跟踪仪测量产品坐标系上一点在不同位姿下的坐标,通过测量点的位置误差和D-H参数的雅克比矩阵建立标定方程,并求解得到系统实际的运动学参数。最后通过实验,对标定方法进行了验证,结果表明经过标定后的系统定位精度较标定前有明显的提高。     

三轴转台轴线垂直度的测试方法

为了测量中环轴、内环轴不能全回转的三轴转台回转轴线的垂直度误差,设计了利用自准直仪和平面反射镜将有限回转轴系轴线引出的方法。根据自准直仪读数与平面反射镜对回转轴线的垂直度误差、自准直仪的光轴与回转轴线的平行度误差之间的关系,利用最小二乘法引出外环轴处于不同位置时的中环轴轴线、内环轴轴线,实现了三轴转台轴线垂直度的测量。     

基于三维坐标的转台定位精度标定方法

随着应用领域的扩展,转台的形式变得多样化,针对传统的转台精度标定方法存在局限性的问题,提出一种基于三维坐标的转台定位精度标定方法,通过坐标测量设备测量定位点坐标值;利用最小二乘法得到空间圆方程;利用不确定度权值融合算法优化目标函数;通过坐标系变换消除轴向误差得到转台运动的角度值。分析了影响标定精度的因素,提出了优化方法。将该方法应用于一维和三维转台标定实验中,证明了该方法的可用性与便携性。