面向先进装备制造业的室内空间测量定位系统

在以航天航空、造船为代表的大型装备制造业中,精密测量技术是产品质量的重要保证,目前以激光跟踪仪为代表的传统单站式测量系统已无法适应如今超大空间与高效率的测量要求。作为分布式测量系统,室内空间测量定位系统因其扩展性好、可并行测量等优势,已被广泛应用于先进装备制造业。本文详细阐述了室内空间测量定位系统的基本传感机理,梳理总结了整套系统的关键技术,并介绍了室内空间测量定位系统的相关工业应用。     

基于视觉/惯导的掘进机实时位姿测量方法研究

针对煤矿井下掘进机实时位姿自动检测的难题,通过分析比较现有几种位姿测量方法的优缺点,提出了一种基于视觉/惯导的掘进机位姿组合测量方法。该方法通过激光捷联式惯导系统得到掘进机的姿态信息、单目视觉测量掘进机的位置信息,从而实现掘进机实时位姿的5自由度测量。依托大柳塔煤矿的快掘设备对该方法进行了实验验证。结果表明,姿态测量精度为0.1°,静态漂移的标准差不大于0.25°,位置定位精度优于1cm。该方法能够用于掘进机实时位姿测量,具有广阔的工程应用前景。     

基于wMPS的工业机器人定位精度自动补偿方法

针对智能制造场景下工业机器人高精度定位控制需求,引入具有大空间多点并行测量能力的新型工作空间测量定位系统(workspace Measuring and Positioning System:wMPS)及机器人操作系统(ROS:Robot Operating System),实现工业机器人末端执行器位置的自主感知及自动补偿。通过设计具有周向感知能力定位的工业机器人末端定位补偿传感器,解决了复杂操作现场定位遮挡问题;针对wMPS与机器人自身坐标系标定的问题,设计基于坐标点集匹配的坐标转换标定方法,实现了坐标系转换参数精确解算,坐标系转换算精度在0.25 mm;针对工业机器人在大范围移动后定位精度降低的问题,设计了基于快速扩展随机树(Rapidly-exploring Random Trees, RRT)的控制补偿算法,通过wMPS测量反馈提供控制补偿坐标,在末端实现闭环小范围移动,以ABB机器人为研究对象,实现了wMPS与ROS系统集成,并实验验证了补偿算法的精确性,机器人定位精度提升90.14%。