機械人定位誤差標定模型

2021-09-22 21:02:05 字數 1345 閱讀 4552

完備的運動學模型應具備三點特徵:完整性(模型具備充足的引數來表達所有誤差因素)、連續性(模型為幾何引數的連續函式)、極小性(模型無冗餘引數存在)。

dh模型,在相鄰兩關節軸線平行時dh模型存在奇異性48,

在相鄰連桿座標系中引入附加旋轉引數的mdh模型。在相鄰軸線垂直時出現奇異狀態。49,50

s模型51,利用6個引數直接描述相鄰連桿座標系之間的位姿關係,但失去了連續性。

cpc模型,引入了冗餘引數因子52,53。

poe模型,基於旋量理論的指數積表示式,利用機械人零位下各轉軸方向對其運動學進行描述,該模型滿足 roth 提出的完美模型的3 點特徵,但是在實際應用中實現比較複雜。

末端位姿測量:球桿儀,經緯儀,全站儀,三座標測量機,攝影測量系統,雷射跟蹤儀等。

建立了kuka機械人的dh模型。設定不同的機械臂固有引數,由關節轉角得到**末端位姿(模擬高精度測量實驗資料)。由關節轉角和末端位姿使用優化的方法(線性最小二乘,非線性最小二乘,擴充套件卡爾曼濾波法80)得到機械臂運動學模型引數。辨識到運動學模型引數的實際值後,通過修改機械人運動學模型引數的理論值可以直接計算出某關節構型對應的準確末端位姿。在實現機械人定位誤差補償時,需要根據辨識到的引數使用機械人逆運動學計算關節角度。機械人運動學模型標定的商業應用:商業化產品dynacal,caliware,motocal,rocal等標定軟體。可以實現包括機械人本體標定,機械人溫度補償,工具校準,夾具對其等功能。

基於曲線擬合,空間網格,神經網路。對區域性空間內位姿誤差進行估計與補償。84

曲線擬合,需要使用優化的方法計算曲線中各個引數。

多項式擬合步驟:選擇多項式型別,決定函式大小,使用實驗資料估計係數。生成改進的關節空間或者在標定空間的誤差修正。

基於空間插值的定位誤差標定是通過一定步長將機械人作業空間劃分為一系列的立方體網格,然後測量各個網格節點處的位姿誤差。對於工作空間中的任意目標點,可以用這個點周圍的8個點通過加權平均的方式求出。基本步驟為:網格劃分,誤差測量,空間插值。

首先以關節旋轉角及其對應的位姿誤差分別作為輸入輸出來訓練神經網路,利用訓練好的神經網路計算機械人在不同關節構型處對應的末端定位誤差,最終通過補償機械人關節轉角的方法來提高機械人絕對定位精度。或者以某一關節旋轉角下的理想位姿及理想位姿和實際位姿的誤差分別作為輸入輸出來訓練神經網路。我認為最實用的是輸入實際位姿,輸出偏差,以便能根據實際要到的位置調整指令位置。

基於神經網路的誤差標定方法避免了複雜的建模過程,克服了引數辨識的不足。

visp實現手眼標定的步驟:

獲取多組基座和末端執行器的位姿關係和對應的

從影象計算目標相對於相機的位姿。

由多對基-末和相-目標關係計算出相機相對於機械臂末端的位姿。

後面會陸續給出這些模型的具體實現**。

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