基于双目视觉动态跟踪的机器人标定.pdf

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1、第３１卷第５期计算机应用研究Ｖｏｌ．３１Ｎｏ．５２０１４年５月ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓＭａｙ２０１４基于双目视觉动态跟踪的机器人标定应再恩，李正洋，平雪良，蒋毅，刘开明（江南大学机械工程学院，江苏无锡２１４１２２）摘要：采用双目视觉动态跟踪技术对自主研发的工业机器人进行运动学标定。区别于以往机器人运动学标定中复杂模型计算，在此利用双目视觉动态跟踪系统的静态测量和动态跟踪等优势特性来跟踪测量机器人的连杆参数误差，结合机器人控制系统开放性特点，运用提出的动态标定原理对机器人实施连杆参数测量、辨识、修正及补偿。实

2、验表明，通过参数反馈补偿，自主研发的机器人的定位误差明显降低，且该方法易于实现，为机器人精度研究提供了可靠依据。关键词：工业机器人；标定；定位误差；运动学模型；双目视觉中图分类号：ＴＰ２４２文献标志码：Ａ文章编号：１００１３６９５（２０１４）０５１４２４０４ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１３６９５．２０１４．０５．０３３ＲｏｂｏｔｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｂｉｎｏｃｕｌａｒｖｉｓｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｔｒａｃｋｉｎｇＹＩＮＧＺａｉｅｎ，ＬＩＺｈｅｎｇｙａｎｇ，ＰＩＮＧＸｕｅｌｉａｎｇ，ＪＩＡＮＧＹｉ，ＬＩＵＫ

3、ａｉｍｉｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＷｕｘｉＪｉａｎｇｓｕ２１４１２２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｕｓｅｄｂｉｎｏｃｕｌａｒｖｉｓｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｔｒａｃｋｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｒｏｂｏｔｓ．Ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｓｔａｔｉｃｍｅａｓｕｒｉｎｇａｎｄｄｙｎａｍｉｃｔｒａｃｋｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅ

4、ｒｉｓｔｉｃｓｏｆｂｉｎｏｃｕｌａｒｖｉｓｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｔｒａｃｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈｗａｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｐｒｅｖｉｏｕｓｃｏｍｐｌｅｘｍｏｄｅｌｓ，ｉｔｕｓｅｄｔｏｔｒａｃｋａｎｄｍｅａｓｕｒｅｒｏｂｏｔｌｉｎｋｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｒｒｏｒｓ．Ｉｔｐｒｏｐｏｓｅｄａｄｙｎａｍｉｃｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｗｈｉｃｈｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｏｐｅｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｒｏｂｏｔｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｔｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔｔｈｅｒｏｂｏｔｌｉｎｋｐａｒａｍｅｔｅｒｓｍｅａｓｕｒｅｍ

5、ｅｎｔ，ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｅｒｒｏｒｏｆｔｈｅｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｒｏｂｏｔｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｄ，ｂｙｕｓｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｅｅｄｂａｃｋｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｓｅａｓｙｔｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔ，ａｎｄａｌｓｏｐｒｏｖｉｄｅｓａｒｅｌｉａｂｌｅｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｒｏｂｏ

6、ｔａｃｃｕｒａｃｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｒｏｂｏｔ；ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ；ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｅｒｒｏｒ；ｋｉｎｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌ；ｂｉｎｏｃｕｌａｒｖｉｓｉｏｎ法。与运动学回路法相比，圆周点法标定过程简单，可操作性!引言［１１］强，所以在对机器人标定的过程中被广泛采用。随着工业自动化的发展，机器人在生产中得到了越来越广本文采用圆周点法进行标定。运用双目视觉动态跟踪技泛的应用。一般而言，机器人的重复精度较高，但其绝对精度术跟踪机器人各个关节独立运动轴线，然后构建并拟合关节轴较低，这对机器人的使用性能造成很大影响。对于没

7、有标定的线，从而得到运动学模型参数。该方法无须以往众多机器人运机器人，精度误差可以达到几毫米，因此在很多应用中必须对动学模型迭代求解方程等复杂步骤，针对自主研发的机器人控机器人进行精确标定。标定是建模、测量、参数识别和误差补制系统，由上述方法获得的连杆模型参数能及时反馈给机器偿几个步骤的集成过程［１］。标定的目的就是减小机器人几何人，实施参数修正及补偿，从而提高机器人定位精度。该方法参数误差。该误差表示在运动学模型中，几何参数的名义值与具有通用性、随时性、易操作性等优点。真实值间的偏差。机器人连杆几何参数的运动学标定涉及测"双目视觉动态跟踪技术量

8、坐标系和机器人基础坐标系间的转换问题。有些标定过程将测量仪的坐标系建立在机器人的基础坐标系上，但这会导致双目视觉动态跟踪技术的主要功能是