基于光轴约束的机械臂运动学标定方法

为了提高机械臂的绝对定位精度,本文提出一种基于光轴虚拟约束的运动学参数标定方法。建立基于虚拟直线约束的运动学误差模型;本文在相机光轴的约束下,使用基于图像的视觉控制方法,使机械臂末端标定板的固定特征点依次到达光轴的多个位置;根据运动学模型计算特征点的对齐位置差,并使用迭代最小二乘法求解运动学参数误差。设计了Reinovo六自由度工业机械臂的运动学参数标定实验,对于随机产生的测试点,标定前的平均对齐误差为1. 50 mm,标定后降至0. 72 mm,机械臂末端的定位精度提高了52%,实验结果验证了该方法的有效性。     

用于深空粒子探测系统的自动标定装置研制

该文研制了一种基于现场可编程逻辑阵列(FPGA)的自动标定装置,用于对深空粒子探测系统的自动校准和刻度.该标定装置主要包括标准脉冲产生单元、高速模数转换单元和控制与数据处理单元.其控制与数据处理单元基于FPGA实现,采用模块化的设计完成对外围电路控制及数据在线处理.通过各项实验验证,该装置可在复杂环境下实现对系统的基线...     

基于改进粒子群算法的机器人几何参数标定研究

为了提高机器人末端绝对定位精度,提出了基于改进粒子群算法(IPSO)的机器人几何参数标定方法.首先,为避免当机器人相邻两轴线平行或接近平行时,模型存在奇异性,建立了串联机器人MDH模型;其次,针对机器人几何参数标定特点,提出用改进粒子群算法优化标定机器人几何参数,其中粒子初始位置和速度由拟随机Halton序列产生,采用浓缩因子法修改粒子飞行速度,建立了用IPSO标定机器人几何参数目标函数数学模型,确立了用该算法优化标定几何参数的具体步骤.通过对ER10L-C10工业机器人仿真与实测标定,结果证实:采用该方法能够快速标定机器人几何参数,经标定后的机器人末端绝对定位精度有大幅提高.该算法简单,鲁棒性强,易于在工业机器人标定中推广应用.     

折弯模具检测装置标定研究

给出折弯模具检测装置的测量方案,建立该检测装置的理论测量模型。利用三坐标测量机作为折弯模具尺寸的外部检测校准设备,在折弯模具理论测量模型的基础上建立标定的数学模型。模型求解分粗标定和基于补偿量识别的标定两步,并用牛顿迭代法对补偿标定进行求解。在MATLAB环境下编程进行数值仿真,采用误差补偿方法获得标定后的检测装置测量模型。采用三坐标测量机和折弯模具检测装置对多组模具进行测量,对比实验结果,验证了标定模型的可解性与折弯模具检测测量模型建立的正确性。     

一种模块化机械臂的设计与运动学分析

研制一种新型机械臂模块化旋转关节.为使模块化关节结构更紧凑,采用电机、编码器和制动器轴线平行的布置方式,具有标准的机械、电气接口,可以根据需求组装成不同构型的机械臂;针对模块化机械臂运动学不具有通用性的问题,基于构型平面匹配的方法,将空间构形转换为平面几何关系,实现对机械臂的模块化运动学求解;设计了机械臂运动学仿真平台,能够快速获得不同构型机械臂的运动学;结合该模块化旋转关节的特点,构建分布式控制系统,实现了对各种构型机械臂的控制.     

井下压力计标定装置的技术建标要求

在勘探开发过程中,确保井下压力计测量的精准是油田获取准确地质压力数据的保证,通过对井下压力计种类和压力计标定装置技术建标的研究,认为,在整个建标过程中要完成建立计量标定的原理框架;计量标准的传递框图;计量标准的测量重复性考核、稳定性考核及总不确定度的分析。     

一种冗余机械臂构型优化方法

针对存在结构偏置7自由度机械臂的逆运动学问题,本文提出了一种选择最优关节角参数的位置级逆运动学优化算法,根据基于关节参数固定的关节角解析解,将牛顿迭代法与拉格朗日乘子法相结合,将机械臂最优构型的计算问题转化为机械臂最优标志参数的寻根问题,分别针对关节构型、关节力矩整体进行优化,求解出最优构型。该方法与速度级逆运动学算法对比,具有计算精度高、收敛速度快的优点,并且进行了对比仿真实验。结果表明：相较于速度级算法,该方法得到的逆解没有终态自运动,位姿精度高4个数量级,关节最大受力降低了13%,并且力矩优化速度更快,具有十分重要的在轨应用意义。     

一种单片机的开发装置

介绍了一种利用ＴＰ８０１单板机开发８０３１单片机开发装置的原理；叙述了断点功能的实现；指出该开发装置可以直接用于单片机应用系统的开发。     

基于Spiking神经网络的机械臂故障诊断（英文）

因为Spiking神经网络(Spiking neural networks,SNNs)能同时传递时空信息,SNNs包含优于传统神经网络的许多特性,因而更适用于动态时序信号的分析。碰撞和受阻是机械臂在靠近抓取位置时常见的两种故障。为区别此两种故障状态与正常工作状态,提出一种基于SNNs的新型机械臂故障诊断方法。讨论所提出的SNNs故障诊断方法的体系结构,比较了当SNNs故障诊断方法选用不同Spiking神经网络拓扑结构和不同参数时的诊断结果。试验结果表明所提出的基于Spiking神经网络的机械臂故障诊断方法是有效的。该方法有助于机械臂故障的正确诊断,并且对平稳安全的生产具有重要意义。     

一种单片机的开发装置

介绍了一种利用ＴＰ８０１单板机开发８０３１单片机开发装置的原理；叙述了断点功能的实现；指出该开发装置可以直接用于单片机应用系统的开发。     

一种改进的摄像机线性标定优化方法

现有的摄像机标定方法没有将高精度和简便性很好的衔接在一起。提出一种新的标定优化方法。首先选择主点位置在图像中心,纵横比为1作为初始条件;接着利用改进的摄像机线性标定方法,得到在同一摄像机坐标系下不同图像上所有标定点的摄像机坐标;最后利用摄像机坐标系下的这些三维点来优化内、外参数。实验结果表明：本文提出的标定方法得到的焦距误差在0.1mm以内,主点位置的最大误差在2pixel左右,测试点的最大误差控制在0.5pixel以内。本文提出的标定方法是一种简单、高精度的标定方法。     

考虑一阶径向畸变的摄像机参数标定

针对GRB-400机器人视觉系统,建立完整的摄像机一阶径向畸变模型。首先用GRB系统的Matrox图像采集卡采集标定点坐标,然后利用径向排列约束方法 （简称RAC）建立线性方程组求解摄像机的径向畸变参数。基于此畸变参数实现图像校正,以提高对目标物体的定位精度,从而提高机器人视觉系统对摄像机标定参数变化的鲁棒性。实验结果表明：该方法有较高的标定精度。     

一种带权因子的相机标定方法

基于最小二乘法的基本原理,提出一种带权因子的相机标定方法.通过研究标定数据的误差分布,充分利用这些统计信息进行二次标定.对于那些偏差出现概率高的实验数据（偏差小）,使用较大的权因子,增加它们对系统表现的贡献.对那些偏差出现概率低的实验数据（偏差大）,使用较小的权因子,抑制它们对系统表现的影响.实验表明,这种带权因子的标定方法,能够有效地提高标定精度.特别是对基于非线性的标定过程,该方法可以充分克服各种随机噪声的影响,从而有效地提高标定过程的稳定性.     

一种机械臂运动学研究及3D 仿真平台构建

针对川崎机械臂FS03 N的构型特点,提出了一种逆运动学的求解方法。采用DH法建立了机械臂的连杆坐标系,得到正运动学方程,通过变量分离将机械臂姿态采用欧拉角表示,得到了机械臂位姿的一组广义坐标。通过对FS03N的构型分析,采用几何法与反变换法相结合的方法,以解的组合关系为基础,得到了机械臂的8组封闭解。建立了基于Matlab的机械臂算法验证与3D仿真运动平台,验证了逆运动学解算的正确性,为机械臂的轨迹与路径规划提供了前提条件。     

一种基于平面标定物体的摄像机标定方法

从理论上提出了一种新的直接标定摄像机内部参数的算法。该算法是基于平面定标物体上,且只需一个坐标系统。与其他算法相比,这种算法大大简化了计算过程,避免了对多余参数的计算,可用它来标定摄像机的全部内部参数。     

适用于大视场红外地球敏感器的相机标定方法（英文）

相机的几何精度不足是制约大视场红外地球敏感器精度提升的主要因素。红外地球敏感器相机超大的视场与中心的盲区极大地限制了传统几何标定方法的准确性与可行性。本文提出并验证了一种新型的适用于红外地球敏感器的相机标定方法。三个红外靶标被用作控制点,而相机被安装于双轴转台上。随着转台的旋转,这些控制点将均匀地分布在整个相机视场中。与传统的平行光管与转台配合方法相比,传统方法无法有效覆盖大视场且需要苛刻的实验设备,而该方法更易于实施且成本较低。本文还提出了相应的三步参数估计算法,从而不需要精确测量相机和控制点的位置。本文用10台红外地球敏感器进行了实验,以验证标定方法的有效性。结果表明,所提出的方法是高度稳定可靠的,标定精度与现有其他方法相比提升至少30%。     

一种3D相机对圆点标定方法的应用

随着机器视觉技术在工业测量领域的广泛应用,工业相机成为了一种十分重要的硬件设备,而相机标定的准确率会直接影响测量精度。因此,通过搭建机器视觉实验平台,以BDB-7型圆点标定板为实验对象,对平移和旋转后的标定板进行图像采集,利用MechVision软件对圆点标定板进行相机标定实验并验证测量精度。实验结果显示,标定板的圆心坐标在机器人坐标系下的平均误差在0.003mm以内,可以应用于工件上下料工作领域且满足其精度要求。     

引信压力传感器动态标定实验装置的设计

针对引信压力传感器在弹丸着发时处于高速冲击状态的特点,根据研制引信压力传感器的要求,采用反弹道模拟的方法,设计了一套既可对传感器进行动态标定 又可模拟弹丸以不同着角、不同速度碰撞目标时对传感器进行性能测试的装置．该装置既能测试一般传感器技术性能,也能测试军工特殊传感器的技术性能．     

移动机械臂手眼关系标定及视觉伺服控制方法

将视觉传感器集成到移动机械臂上构成眼在手上构型的视觉伺服系统是服务机器人实现物品抓取与搬运操作的一种有效方法,但存在手眼关系标定算法复杂非线性,以及难以处理移动机械臂的非完整性约束等难题。为了克服以上难题,首先将移动机械臂抽象为一个广义机械臂,对其进行运动学建模,并求出其运动学解析逆解;然后提出一种全新的线性主动视觉摄像机标定方法对手眼关系进行标定;最后设计包含眼注视逼近和look-then-doing开环抓取的视觉伺服切换控制律来控制移动机械臂实现家庭物品的抓取操作。仿真及试验结果表明,该线性手眼关系标定法易于实现,且具有极高的标定精度,同时设计的视觉伺服切换控制律能够有效克服移动机械臂的非完整性约束带来的控制困难。