面向机器人标定的单激光跟踪仪顺序多站式测量系统建模与分析

作     者：乔贵方 孙大林 温秀兰 宋光明 张颖 宋爱国 QIAO Gui-fang;SUN Da-lin;WEN Xiu-lan;SONG Guang-ming;ZHANG Ying;SONG Ai-guo

作者机构：南京工程学院自动化学院江苏南京211167 东南大学仪器科学与工程学院江苏南京210096 

出 版 物：《计量学报》 (Acta Metrologica Sinica)

年 卷 期：2020年第41卷第11期

页      面：1313-1320页

学科分类：0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 081203[工学-计算机应用技术] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0703[理学-化学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(51675259、51905258) 江苏省自然科学基金(BK20170763) 江苏省高校自然科学研究面上项目(16KJB460013) 江苏省远程测控技术实验室开放基金(_2242015k30005)。 

主　　题：计量学 激光跟踪仪 顺序多站式 机器人标定 工业机器人 

摘      要：为实现大型串联工业机器人的高精度标定,搭建了一种单激光跟踪仪的顺序多站式测量系统。该系统仅需单台激光跟踪仪,先后在不同的基站位置对工业机器人的末端位置进行独立测量,并基于多边测量方法计算机器人的末端位置。计算过程中仅需激光跟踪仪的距离信息,有效地优化了末端位置的测量不确定度。首先,建立了该测量系统的仿真模型,深入地分析了测量点的数量与分布形状、测量距离以及工业机器人定位精度等因素对系统测量精度的影响;然后,依据分析结果确定单激光跟踪仪顺序多站式测量系统的搭建方案。实验结果表明:该系统在2.5 m距离上的测量误差仅为0.023 mm,优于激光跟踪仪的测量精度,满足大型串联工业机器人参数标定的测量精度要求。