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。     

基于机器人的对接位姿视觉测量系统标定研究

针对传统的相机内参矩阵和相机位置参数标定方法较为繁琐复杂且与相机内参标定互相割裂的痛点,本文设计了一种基于机器人的对接位姿视觉测量系统标定方法,利用采集得到的不同位姿关系下标定板图像以及对应的末端机器人末端执行器位姿数据,解算视觉位姿测量过程中涉及到的不同坐标系间位姿转换关系,一次性完成相机内参标定和相机位置参数标定....     

一种利用位置误差模型的机器人位姿标定方法

针对机器人位姿标定模型中位置和姿态数据的权重不合理导致参数识别精度低甚至发散问题,给出一种直接基于末端位置坐标测量的机器人位姿标定方法,避免了位置和姿态数据量级不同对参数识别精度的影响。采用指数积方法,建立一种包含3点位置信息的机器人运动学模型。通过对运动学模型取微分,利用指数映射微分公式推导出机器人末端3点位置误差与几何参数误差之间映射关系的显示表达并给出参数误差识别方法。采用激光跟踪仪作为测量设备,以UR5机器人为标定对象进行运动学参数标定和验证试验。试验结果表明,机器人末端位置误差模和姿态误差模的平均值分别降低了90%和92%。     

基于单目视觉的并联机器人末端位姿检测

高效、准确地检测机器人末端位姿误差是实现运动学标定的关键环节。提出一种基于单目摄像机拍摄立体靶标序列图像信息的末端执行器6维位姿误差辨识方法,构造具有平行四边形几何约束的四个空间特征点,并以平行四边形的两个消隐点为约束,建立空间刚体位姿与其二维图像映射关系模型,实现末端位姿的精确定位,然后以Delta高速并联机器人为对象,进行了运动学标定试验,验证该方法的有效性,为这类机器人低成本、快速、在线运动学标定提供重要的理论与技术基础。     

飞机部件自动对接的位姿标定计算及软件系统设计

飞机部件对接作为飞机总装过程重要步骤之一,是指将两个或多个相邻组件连接形成大型结构件的过程。国内飞机部件对接装配除了采用传统手动调整的方法外,逐渐引入了先进测量、定位调姿设备,但仍然存在对接自动化程度不高等问题。针对这一问题,提出了一种飞机部件自动对接的位姿标定计算方案,并基于Qt和OSG API设计开发了飞机部件对接软件系统,为实现自动化对接提供了方案及软件支持。     

一种视觉靶标标定与位姿解算方法

视觉靶标是某种编码格式的固定视觉标志物。针对视觉靶标缺乏标定方法的问题,研究了视觉靶标的标定和标定误差评价方法,从而能够高精度地标定视觉靶标在空间中的位姿。基于上述标定方法,进一步地研究视觉靶标外参解算方法,通过递推最小二乘方法,优化误差函数求解。试验结果表明：利用此方法标定和解算视觉靶标的位姿精度高,能够满足工业机器人和移动机器人的位姿求解需求。     

一种数控铣床刀具位姿参数的标定方法

在传统立式铣床的基础上进行数控改造,配置了6自由度工作台,形成一种新型的多功能数控铣床.简要介绍了该型铣床的结构,详细介绍了刀具相对于基座坐标系的位姿参数的标定方法,对铣床加工精度的提高有着重要意义.     

一种两自由度并联机构的位姿分析

对一种具有被动链的两自由度并联机构进行了位姿分析,推导了机构的位姿反解,讨论了位姿正解,给出了该种机构位姿的数值仿真实例,为该种并联机构的进一步研究提供了借鉴.     

一种并联机床运动平台位姿测量方法

提出一种采用附加测量机构直接测量并联机床运动平台位姿精度的方法。其基本思想是根据运动平台的运动特性在固定平台和运动平台之间增设附加测量机构,当运动平台运动时带动测量机构运动,通过安装在测量机构上的传感器测得广义坐标参量,经运动学建模即可得到运动平台的位姿。当测量机构位姿正解速度满足实时控制要求时,利用该反馈信息对机床进行实时精度补偿和控制。基于上述思想建立的并联机床位姿测量系统可部分排除机床切削力     

多轴数控机床的在机测量方案创成及优化方法

多轴数控机床的在机测量会存在冗余运动自由度,由此导致一个测量任务会有多个与之对应的伺服运动方案,而确定最优的伺服运动方案,是保证在机测量性能的前提。针对这一问题,提出一种基于机床功能且面向测量任务的在机测量运动方案创成方法：采用多体系统理论及齐次坐标变换方法对被测对象的几何特征及数控机床的运动形式进行数学解析;建立以被测几何特征为自变量、以机床伺服运动为因变量的函数方程;求解该方程获得所有可能的测量运动方案。在此基础上,通过分析方程解的取值范围,验证所有测量运动方案的功能;考虑到数控机床的结构及伺服特性对测量精度的影响,提出了测量方案性能评价准则,并据此确定最优的测量方案。在某数控成形砂轮磨齿机上进行了齿形偏差的在机测量,试验结果验证了该方法的有效性和可行性。利用该方法确定的最优在机测量方案测量精度高、重复性好。     

龙门式数控机床的多轴同步驱动 (西门子840D/810D GANTRY功能的应用)

龙门铣床、龙门加工中心等大型机床为了缩小机床总体尺寸 ,增加加工高度和机床刚度 ,常将原来的工作台移动改为龙门框移动 ,主轴箱上下移动 (固定横梁式 )改为横梁上下移动。这时 ,大尺寸的龙门框在二边导轨上的移动或横梁在二边立柱上的移动必须精确同步。早期的数控龙门机床用系统的简易同步功能将横梁移动到几个固定位置 (常使用无触点开关、磁性开关作为定位元件 )锁紧后再进行加工。由于计算机技术的飞速发展 ,数控系统的控制功能不断加强 ,除了以往的对各轴的位置、速度、转矩的精确控制外 ,目前各种数控系统已有“龙门轴”控制等同步…     

立体视觉测量中的一种摄像机标定方法

立体视觉测量方法已广泛应用于三维物体几何信息的获取中，针对摄像机标定过程中复杂的成像和跨变模型，提出了基于BP神经网络的立体视觉摄像机标定方法，并利用实际数据对其进行了实验测试。结果表明，该方法可以获得较高的标定精度。     

一种多轴数控机床末端静刚度快速辨识方法

提出了一种基于可加载式球杆仪的圆运动对多轴机床末端（刀具和工作台）静刚度进行辨识的方法。设计了一种特殊的可加载式球杆仪,能同时测量仪器两端所承受的力和发生的位移,利用该仪器能测量出数控机床末端在不同载荷下所产生的变形误差。将加工空间内机床末端静刚度分解为沿坐标轴x、y和z的方向刚度,建立了一种基于圆运动的刚度辨识模型,利用球杆仪在机床oxz、oyz和oxy平面内进行圆运动轨迹测试,得到机床末端在不同载荷下的变形误差,进而通过刚度辨识模型得到机床的方向刚度。三轴数控铣削机床刚度测试实验结果和仿真结果的一致性证明了所提出方法的有效性。该测试方法简单,仪器轻便,不需要大型和重型的加载设备,适合于工业现场条件。     

弧面分度凸轮多轴数控加工方法的研究与应用

应用UG软件的建模和加工功能,进行弧面分度凸轮的三维设计和多轴数控程序编制,并结合后处理软件和五轴机床,设计出此类凸轮数控加工的新方法。     

一种考虑畸变的摄像机线性标定方法

大多数摄像机标定研究侧重于用多幅图像、结合优化算法以提高精度,未能在线性标定阶段进行改善.分析了经典Faugeras线性标定方法存在的问题,提出了一种新型的摄像机线性标定方法.新方法充分考虑摄像机的特性,把图像中心作为主点位置,同时将与横、纵坐标分别相关的参数分开求解;而后将剩余参数进行混合求解,最后考虑畸变进行线性优...     

概念设计平台中的摄像机标定方法

提出了一个基于增强现实技术的概念设计平台原型系统,应用双目立体视觉的方法,实现对油泥模型和雕塑刀具的跟踪.本文基于平面标志物进行标定的方法,对原型系统中的CCD进行了标定,获得了正确的摄像机参数.实验结果表明,该系统中使用的镜头存在严重的非线形畸变,通过对镜头进行校正的方法,获得了无畸变的理想图像.     

一种航空相机自准直自动检焦方法研究

由于航空照相的特点,在高空中温度,气压等环境参数的变化会引起相机光学系统的离焦,实时精确的自动检调焦技术是现代航空摄影相机必不可少的组成部分之一。本文介绍一种利用自准直原理实现自动检焦的方法,分析了光栅常数与反射镜摆扫速率、接收元件响应时间的关系,研究了光栅的方向与在焦平面上的摆放位置以及检焦光源的选择。实际应用中满足了在各型号相机的使用要求,取得了良好的效果。     

基于工业以太网的数控系统多轴同步控制的研究

对基于工业以太网的数控系统的同步性进行了深入分析,指出了轴间同步和主从同步对网络化数控系统的影响,在此基础上提出一种基于以太网技术的数控系统实现方案.提出了电流环同步校正的思想和一种针对数控加工领域的以太网通信协议--EtherCNC.最后,通过实验证实该方案的有效性和可实施性.