激光线扫式形貌测量机器人的标定研究.pdf

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1、第25卷第1期传感技术学报Vo】．25No．12012年1月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJan．2012Calibrationfor3DPr0meMeasurementRobotwithLaserLine．ScanSensorHUANGJia，ZHUJigui，WANGYi(StateKeyLaboratoryofPree~ionMeasuringTechnologyandInstruments，TianfinUniversity，Tianfin300072，China)Abstract：Inordertoobtainthe3Dprof

2、ileofalargefree—formsurfacewithhigheficiencyandaccuracy，ameasurementmethodbasedongeneralindustrialrobotandlaserline—scansensorisstudied．Theprincipleandstructureofthemeasurementsystemarediscussed．Thenthepositionandposturebetweentherobotandthesensorarecalculatedaccuratelybyusingastandardsphere

3、andtheoptimizationalgorithm．Consideringtherobotkinematicerrorsmayhavegreatinfluenceonthemeasurementresultsofthesystem，amethodforcorrectingtherobotkinematicparametersisproposed，whichcanreducethepositioningerroreffectively．Experimentsandanalyticalresultsshowthatthemeasurementsystemcanmeasurest

4、andardspherewithhighaccuracyafterthecalibrationandkinematicparameterscorrectionbeingdone．Thismethodprovidesaguaranteefortheacquisitionofhighaccuracythree-dimensionalpointclouds．Keywords：3Dprofilemeasurement；robot；hand-eyecalibration；kinematicparameterscorrectionEEACC：7320Cdoi：10．3969／j．issn．

5、1004—1699．2012．01．013激光线扫式形貌测量机器人的标定研究木黄佳，邾继贵，王一(天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津300072)摘要：为能够高效、高精度的获取大型自由曲面物体的形貌．研究了基于通用工业机器人和激光线扫描传感器的测量方法。论述了激光线扫式形貌测量系统的原理与结构．利用标准球及优化算法实现了机器人和激光扫描传感器位姿关系的精确解算，并针对机器人运动学误差对系统测量影响较大，通过对机器人运动学参数的修正有效减小了机器人的绝对定位误差。实验和分析结果表明，经标定和运动学参数校正后的测量系统对标准球的测量能达到较高精度．为采集高精度三维点云提

6、供了保证。关键词：形貌测量：机器人；手眼标定；运动学参数校正中图分类号：TP249文献标识码：A文章编号：1004—1699(2012)01—0062—05现代社会的科技进步使逆向工程(reverse品质_2]。获取物体表面形貌特征的方法有多种，主engineering)广泛应用于产品制造等领域。它主要用要可分为接触式和非接触式两种。以三坐标测量机途之一是根据物体的三维CAD模型制造与该物体为代表的接触式测量技术属传统方法，虽然该方法相似的新产品或者复制品。因此，通过测量真实物噪声小、精度高、重复性好，但效率低，并可能对被测体曲面上各点的坐标值，并由测量的数据构造出物物体表面造

7、成影响。因此光学式的非接触测量技术体的CAD模型是实现三维逆向技术的最重要任日益受到重视l3]，其中结构光主动视觉测量技术为务⋯。另外，在工业产品的检测和质量控制中，往典型的成熟方法_4]，它具有精度高、测量效率高等往也需要对具有自由曲面的产品外形进行高精度特点．在工业视觉检测l5]、三维物体形貌测量得到测量。了越来越广泛的应用。对物体的高精度三维测量是逆向工程的基础，由于视觉传感器本身无运动机构，无法完成对其测量数据的精度直接影响后续曲面重建的效率及整个被测物的形貌测量，因此一般可采用多传