检索结果-南通市图书馆

基于指数积的六关节串联机器人标定算法和实验研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于指数积的六关节串联机器人标定算法和实验研究

作者：许腾云华中科技大学

学位级别：硕士

如今工业机器人重复定位精度较高,绝对定位精度却很低,无法满足离线编程技术的使用要求,所以必须对机器人的运动学模型进行标定。传统的D-H标定模型不满足完整性、连续性和无冗余性,不适合用于机器人标定。而指数积模型不但能满足这三... 详细信息

如今工业机器人重复定位精度较高,绝对定位精度却很低,无法满足离线编程技术的使用要求,所以必须对机器人的运动学模型进行标定。传统的D-H标定模型不满足完整性、连续性和无冗余性,不适合用于机器人标定。而指数积模型不但能满足这三个条件,而且结构化好,几何意义明晰,易于进行误差补偿的前处理建模和计算。针对测量坐标系和机器人基坐标系不一致问题,在传统全局POE标定方法的基础上作了改进。将测量坐标系和机器人基坐标系的转换关系视作一组旋量参数加入到误差模型,将它们与机器人的几何误差一起辨识出来,避免了建立机器人基坐标系带来的测量误差。针对机器人末端执行器姿态测量困难的问题,基于局部POE在采用位姿测量的误差模型的基础上推导出了采用位置测量的误差模型,避免了姿态测量所带来的误差。针对机器人标定后的误差补偿问题,通过分析两种标定算法的性质分别给出了如何应用辨识出的参数的方法。对于满足无冗余性的全局POE标定模型,介绍了一种将旋量坐标转换成为D-H参数的方法。但是这种方法不适用于局部POE,因为后者不满足无冗余性。研究了基于局部POE的逆解的数值解法,利用标定得到的几何参数,算出真实关节角,使机器人到达指定位置。最后设计实验验证了采用位置测量的标定算法,实验包括了激光跟踪仪的标定原理、数据采集方法和实验结果验证三个方面。实验结果表明机器人绝对定位精度得到显著提高。

关键词：机器人标定指数积参数辨识误差补偿

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

一种灵巧作业机器人的设计与标定方法

一种灵巧作业机器人的设计与标定方法

作者：林鹏大连理工大学

学位级别：硕士

智能制造2025战略的提出以及我国老龄化问题的涌现,给应用于家庭及服务领域的灵巧作业机器人带来技术支持与应用空间。灵巧作业机器人主要通过全向移动底盘、机械臂、云台、升降机构以及各种传感器的有机结合,配套智能算法进行自主移动... 详细信息

智能制造2025战略的提出以及我国老龄化问题的涌现,给应用于家庭及服务领域的灵巧作业机器人带来技术支持与应用空间。灵巧作业机器人主要通过全向移动底盘、机械臂、云台、升降机构以及各种传感器的有机结合,配套智能算法进行自主移动、目标识别以及智能抓取,为老人和残疾人提供端水、开灯等服务,辅助他们完成日常生活和工作,本文对灵巧作业机器人系统及其标定方法进行研究,主要研究内容如下:首先,对灵巧作业机器人系统进行设计,包括机器人结构设计、控制系统设计(软件、硬件)及辅助系统设计。机器人结构设计主要根据功能需求制定设计方案和设计参数,并结合加工工艺与强度分析设计零部件;控制系统设计分为软件与硬件两部分,控制系统硬件部分主要介绍了系统组成及控制方案,软件部分概述了机器人整体与机械臂的软件框架,并针对显示模块和电源模块部分,对机器人的辅助系统进行设计。其次,对机器人进行运动学及工作空间分析,包括全向移动底盘运动学的数学建模,为机器人的精准控制提供了理论基础;对四轴机械臂进行正逆运动学分析及工作空间分析;将全向移动底盘、二级升降以及四自由度机械臂看作类斯坦福臂,并建立D-H参数表,利用蒙特卡洛法通过Matlab求解工作空间,最后在虚拟仿真软件(V-REP)中,对机械人的工作空间进行仿真验证,为后续控制以及抓取提供理论依据。然后,基于灵巧作业机器人实验样机,进行机器人里程计以及机械臂的误差标定实验。基于全向移动机器人运动学参数修正,来实现机器人的里程计标定,先根据运动学模型获得机器人位姿递推公式,再基于多元线性方程的最小二乘法获得运动学参数的估计值的表达式,实验过程中,通过视觉传感器获得机器人的位姿信息,经过多次实验获得运动学参数估计值,并通过实验验证,标定后的机器人里程计信息更准确;基于轴线测量法对机械臂的D-H参数进行标定,先通过机械臂单轴运动,并基于视觉测量的方法获取机械臂末端标签位置,再通过空间圆拟合及最小二乘法获得辨识的D-H参数,将辨识结果写入控制器,以初始点为基准,比较标定前后末端位置与基准的差值来验证标定效果,通过标准差、均值和最大值的分析,证明了标定后的定位精度更准。最后,进行移动机器人的导航、机械臂的轨迹规划以及整机的实验,融合多传感器及多个子系统的协调配合对机器人进行功能验证。实验中通过设置不同的场景、不同的任务以及不同的干扰,验证了机器人整体结构的稳定性、控制系统的精确性以及导航、规划算法的智能性。

关键词：灵巧作业机器人运动学机器人标定轨迹规划

基于多目视觉的装配机器人标定与孔位姿重建研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于多目视觉的装配机器人标定与孔位姿重建研究

作者：李兵西安理工大学

学位级别：硕士

随着机器人智能化发展,越来越多工业机器人搭载视觉系统。机器人与视觉融合不深仍是目前面临的主要问题。本文针对6自由度串联智能机器人自主轴孔装配任务,基于云台双目相机（Eye to Hand,ETH）和手眼相机（Eye in Hand,EIH）构成的三... 详细信息

随着机器人智能化发展,越来越多工业机器人搭载视觉系统。机器人与视觉融合不深仍是目前面临的主要问题。本文针对6自由度串联智能机器人自主轴孔装配任务,基于云台双目相机（Eye to Hand,ETH）和手眼相机（Eye in Hand,EIH）构成的三目视觉系统,分别提出了三目机器视觉系统标定方法、机器人运动学参数标定方法和任意空间孔位姿重建方法,实验结果验证了各方法的有效性。具体内容有:（1）三目机器视觉系统标定。三相机采集同一平面靶标图像,基于ZHANG标定法分别标定其内外参数,通过三视张量约束优化三相机之间位姿关系,以ETH左相机为基础坐标系建立三目机器视觉系统统一坐标系。最后,根据三目视觉定位对标准棋盘纵横方格尺寸进行测量,相对误差在3.2%以内。（2）基于EIH的机器人运动学标定。EIH随关节运动,采集各关节单独运动时固定的平面靶标图像,根据ZHANG标定法计算EIH拍摄各图像处其光心的位置,由各关节单独运动时相机光心轨迹拟合圆得出各关节轴线,分别取各关节最大范围转角处拍摄的两张靶标图像和一张中间处的靶标图像,采用三视张量约束优化各关节轴线方向,即得到各关节旋量,从而可建立机器人指数积运动学模型。最后,通过在机器人不同位姿处末端的EIH拍摄同一棋盘格的两幅图像,利用得到的机器人运动学模型计算前后两处EIH的位姿关系,根据双目重建原理测量出棋盘纵横方格尺寸,相对误差小于3%。（3）基于准线-母线的空间孔位姿重建。取孔横断面上边缘点拟合出孔准线,过孔柱面其他任意点以假定轴线方向作孔母线,采用Levenberg-Marquard法优化多条母线与横断面交点到孔准线代数距离最小得到孔轴线方向,孔准线中心作为孔位置,仿真实验显示斜孔位姿重建相对误差为0.2%,对比实验也得到较高重建精度。最后,提出了一种基于视觉的孔内表面点的检测方法。（4）基于机器人-视觉系统目标孔位置重建综合实验。通过标定三目机器视觉系统,建立装配机器人指数积模型,采用ETH和EIH对工件孔分别进行位姿重建,重建结果进一步验证本文所提出的方法正确性。

关键词：三目视觉机器人标定孔位姿重建三视张量

基于便携关节式坐标测量机的机器人标定技术研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于便携关节式坐标测量机的机器人标定技术研究

作者：刘士达合肥工业大学

学位级别：硕士

在现代化工业进程日趋完善、科技发展日新月异的今天,高端装备制造业正逐步向着自动化和智能化的方向迈进。工业机器人凭借其高自动化、智能化和高效率等特点,在现代工业生产中发挥着越来越重要的作用。本研究在国家自然科学基金“机器... 详细信息

在现代化工业进程日趋完善、科技发展日新月异的今天,高端装备制造业正逐步向着自动化和智能化的方向迈进。工业机器人凭借其高自动化、智能化和高效率等特点,在现代工业生产中发挥着越来越重要的作用。本研究在国家自然科学基金“机器人多参数辨识创新理论与提高绝对定位精度的校准系统研究”（项目编号:51875165）项目的支持下,主要对基于便携关节式坐标测量机的机器人标定技术展开了系统研究。本文的研究内容如下:（1）建立机器人运动学参数模型。基于UR5型工业机器人的机械结构及工作特点,建立基于D-H模型的工业机器人运动学参数模型,同时分析影响机器人精度的误差源并建立误差模型。（2）推导机器人参数标定模型。推导基于坐标转换的机器人单点误差标定模型,首先通过公共基准点法将机器人的基坐标系转换到便携关节式坐标测量机的基坐标系上,再基于便携关节式坐标测量机的基坐标系建立基于单点误差的机器人参数标定模型。（3）参数辨识方法研究。介绍了解决实际工程中非线性最小二乘问题时常用的高斯-牛顿算法和LM算法的基本原理和步骤,并用MATLAB软件对机器人误差标定模型进行参数辨识的仿真实验。（4）基于便携关节式坐标测量机的机器人标定实验研究。首先,介绍了用于实验的便携关节式坐标测量机的机械结构、建模方法及相关软件等;然后,搭建了基于便携关节式坐标测量机的机器人标定实验平台;最后,对本文介绍的误差标定模型进行实验验证,并对实验结果进行对比分析。

关键词：机器人标定便携关节式坐标测量机参数标定模型标定实验

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

多平行轴协作机器人误差标定与补偿技术研究

多平行轴协作机器人误差标定与补偿技术研究

作者：汪婷华中科技大学

学位级别：硕士

多平行轴协作机器人因其节约人力成本、稳定性好、安全性高等优点被广泛应用在视觉抓取、点胶涂胶、汽车制造、工件打磨等应用场景,这对机器人的绝对定位精度提出了较高的要求。为提升机器人的绝对定位精度,本文使用分级标定与补偿的方... 详细信息

多平行轴协作机器人因其节约人力成本、稳定性好、安全性高等优点被广泛应用在视觉抓取、点胶涂胶、汽车制造、工件打磨等应用场景,这对机器人的绝对定位精度提出了较高的要求。为提升机器人的绝对定位精度,本文使用分级标定与补偿的方法,基于MCPC方法、关节柔性误差模型和融合虚拟样本的机器学习方法分别进行几何误差、关节柔性误差和残余非几何误差标定与补偿,实现对绝对定位精度的大幅提升。论文的主要研究工作如下:提出了一种简单的关节柔性误差标定方法,将关节近似处理为弹簧模型,通过设计实验求解关节等效刚度,实现对关节柔性误差的标定。建立了多平行轴协作机器人的MCPC模型,解决了传统建模方法存在的奇异问题,在此基础上基于微分变换原理建立机器人的几何误差模型,并进行了参数冗余性分析,结果表明剔除冗余参数有助于提高参数辨识的鲁棒性。针对残余非几何误差的标定,提出了一种基于虚拟样本生成方法的机器学习标定方法,首先基于整体趋势扩散法、反距离权值法和克里格插值法生成虚拟样本,解决了机器学习数据样本不足、分布不均的问题;然后通过训练梯度增强回归模型,实现了对残余非几何误差的预测与补偿。搭建了多平行轴协作机器人标定实验平台,提出了一种综合关节柔性误差标定、几何误差标定和残余非几何误差标定的分级补偿方法,综合这三级标定方法对工作空间中随机生成的位置点进行分级补偿,得到分级补偿后机器人的平均位置误差从4.131mm下降到0.412mm,精度提升了90.028%,实现了对多平行轴协作机器人的精度提升。

关键词：机器人标定分级补偿 MCPC模型非几何误差虚拟样本

基于PSO优化神经网络和空间网格的机器人位姿标定方法

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

中国测试 2016年第8期42卷 98-102页

作者：王一宋志伟王祎泽张湧涛华北理工大学电气工程学院河北唐山063009

该文提出一种将机器人的位置和姿态拆分开,分别进行标定的机器人位姿标定方法。采用空间精度控制网格标定机器人定位误差,粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)优化神经网络标定机器人定姿误差。该方法以指数积公式(product... 详细信息

该文提出一种将机器人的位置和姿态拆分开,分别进行标定的机器人位姿标定方法。采用空间精度控制网格标定机器人定位误差,粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)优化神经网络标定机器人定姿误差。该方法以指数积公式(product of exponentials,POE)为基础建立机器人正向运动学模型,用映射法建立空间网格,用三坐标测量臂测量机器人位姿,用空间网格精度标定定位误差,用PSO优化的神经网络标定定姿误差。其优点在于既标定机器人工具中心点(TCP)的定位误差,又标定机器人工具坐标系的姿态误差,使得机器人定位、定姿误差都得到补偿。实验结果表明机器人的定位、定姿均方根误差减小接近一个数量级。

关键词：空间网格精度粒子群算法机器人标定神经网络

工业机器人运动学参数标定的位姿点集优化研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

仪表技术与传感器 2021年第7期 97-102,121页

作者：吕仲艳温秀兰崔伟祥乔贵方南京工程学院自动化学院江苏南京211167

针对工业机器人标定时因位姿点选择随机导致标定结果不稳定的问题,开展了位姿点集优化方法研究。首先,以可观测指数O 1为依据,通过随机搜索算法确定最优位姿点的数目;其次,提出改进最优点集选择算法用于筛选最优位姿集。通过对EFORT ER1... 详细信息

针对工业机器人标定时因位姿点选择随机导致标定结果不稳定的问题,开展了位姿点集优化方法研究。首先,以可观测指数O 1为依据,通过随机搜索算法确定最优位姿点的数目;其次,提出改进最优点集选择算法用于筛选最优位姿集。通过对EFORT ER10L-C10和Staubli TX60机器人进行标定实验,结果表明:采用优化初始位姿集能够将改进最优点集选择算法运行效率提高约12%,与随机位姿集标定结果相比,经最优位姿集标定后的机器人其测试集平均绝对位置精度提升约9%,EFORT ER10L-C10和Staubli TX60机器人运动学参数的泛化能力分别提高91%、53%,证实了提出方法可获得泛化能力更强的运动学参数,使标定结果更加稳定,进一步提高机器人标定精度,适于在大范围、高精度机器人作业中推广应用。

关键词：机器人标定可观测指数最优位姿集运动学参数泛化能力

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

一种机器人的平面约束自标定技术研究

机械科学与技术 2019年第8期38卷 1214-1222页

作者：李楠平雪良王晨学徐超蒋毅江南大学机械工程学院江苏省食品先进制造装备技术重点实验室

针对目前基于平面约束的标定方法误差模型复杂、实验条件较为苛刻等问题,提出了一种操作简单的平面约束标定方法。首先提出了修正的末端位置误差模型;其次在标定块的角点上建立坐标系,利用测量头对经过该角点的三个平面分别进行接触式测... 详细信息

针对目前基于平面约束的标定方法误差模型复杂、实验条件较为苛刻等问题,提出了一种操作简单的平面约束标定方法。首先提出了修正的末端位置误差模型;其次在标定块的角点上建立坐标系,利用测量头对经过该角点的三个平面分别进行接触式测量,记录接触瞬间的各组关节角度值并将机器人末端位置转换到标定块坐标系中,从而建立平面约束误差模型;另外通过接触式测量头及编程实现了自动化测量,提高了标定效率;最后对运动学参数误差进行辨识并将结果修正到控制器。实验表明,机器人的绝对位置精度有明显提高。该标定方法成本低、效率高、操作简单,在保证精度的前提下简化了误差模型,具有实际应用价值。

关键词：机器人标定平面约束误差模型接触式测量头

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

机器人运动学标定综述

计算机应用研究 2007年第9期24卷 8-11,39页

作者：王东署迟健男郑州大学电气工程学院郑州450001 北京科技大学信息工程学院北京100083

从基于运动学模型的几何参数标定、机器人自标定、神经网络的正标定和逆标定三个方面,对机器人运动学标定方法及其研究现状进行了分析总结。详细介绍了每种标定方法的特点、存在的问题以及研究现状。最后对多机器人协作系统的标定以及... 详细信息

从基于运动学模型的几何参数标定、机器人自标定、神经网络的正标定和逆标定三个方面,对机器人运动学标定方法及其研究现状进行了分析总结。详细介绍了每种标定方法的特点、存在的问题以及研究现状。最后对多机器人协作系统的标定以及运动学标定的发展方向进行了简要论述。

关键词：机器人标定位姿误差运动学标定自标定逆标定神经网络