[1]许占清１,彭景福１,张 刚２,等.基于位形优化的机器人基坐标系标定与跟踪[J].机械与电子,2019,(05):63-69.
　Calibration and Tracking of the Robot Base Frame Based on Configuration Optimization[J].Machinery & Electronics,2019,(05):63-69.
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基于位形优化的机器人基坐标系标定与跟踪()
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机械与电子[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
期数:
2019年05期
页码:
63-69
栏目:
智能工程
出版日期:
2019-05-24

文章信息/Info

Title:
Calibration and Tracking of the Robot Base Frame Based on Configuration Optimization
文章编号:
１００１ ２２５７（２０１９）０５ ００６３ ０８
作者:
许占清１; 彭景福１; 张 刚２; 申博宇３; 丁 烨１
（１． 上海交通大学机械与动力工程学院，上海 ２００２４０；２． 华中科技大学无锡研究院，江苏 无锡 ２１４１００；３． 中国商飞上海飞机制造有限公司航空制造技术研究所，上海 ２００４３６）
Author(s):
ＸＵＺｈａｎｑｉｎｇ １ＰＥＮＧＪｉｎｇｆｕ１ＺＨＡＮＧＧａｎｇ ２ＳＨＥＮＢｏｙｕ３ ＤＩＮＧＹｅ １
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０， Ｃｈｉｎａ；２． ＷｕｘｉＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ， ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｗｕｘｉ２１４１００， Ｃｈｉｎａ；３．ＳｈａｎｇｈａｉＡｉｒｃｒａｆｔＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＣｏ． ， Ｌｔｄ． ， Ｓｈａｎｇｈａｉ２００４３６， Ｃｈｉｎａ）
关键词:
基坐标系标定; 位形优化; 差分进化算法; 点集匹配
Keywords:
ｂａｓｅｆｒａｍｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ; ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ;  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ;  ｐｏｉｎｔｓｅｔｍａｔｃｈｉｎｇ．
分类号:
ＴＰ２４２.２
文献标志码:
A
摘要:
为了精确标定测量设备和机器人基坐标系之间的坐标变换关系，建立了机器人运动学模型以及待标定关系模型，基于差分进化算法对机器人位形进行优选，提出了一种离散型差分进化算法结合线性最小二乘法的标定方法。 实验表明，与同样数目随机姿态下的标定结果相比，优选姿态可以显著降低机器人基坐标系的标定误差。 针对基坐标系跟踪问题，测量机器人移动前后基座处多个光靶坐标值，通过基于单位四元数法点集匹配，实现基坐标系的实时跟踪。 与新位置下的标定结果对比，该方法的跟踪误差与标定误差相近，从而避免了烦琐的机器人标定过程。
Abstract:
Ｉｎｔｏａｃｃｕｒａｔｅｌｙｃａｌｉｂｒａｔｅｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｍｅａｓｕｒｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｆｒａｍｅａｎｄｔｈｅｂａｓｅｆｒａｍｅｏｆｔｈｅｒｏｂｏｔ，ｔｈｅｆｏｒｗａｒｄｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｏｆｔｈｅｒｏｂｏｔａｎｄｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｔｏｂｅｃａｌｉｂｒａｔｅｄｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｆｉｒｓｔｌｙ． Ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｏｂｏｔｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｃａｎｂｅｅｘｅｃｕｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ． Ａｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｄｉｓｃｒｅｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｌｉｎｅａｒｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｄｍｅｔｈｏｄｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ， ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓａｍｅｎｕｍｂｅｒｏｆｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｒａｎｄｏｍｌｙｓｅｌｅｃｔｅｄ，ｔｈｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｅｒｒｏｒｏｆｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｇｒｏｕｐｃａｎｂｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｄ． Ｆｏｒｔｈｅｔｒａｃｋｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍ，ｔｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｔａｒｇｅｔｓｆｉｘｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｅｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｔｈｅｒｏｂｏｔｍｏｖｅｓ，ａｎｄｔｈｅｒｅａｌｔｉｍｅｔｒａｃｋｉｎｇｏｆｔｈｅｂａｓｅｆｒａｍｅｗａｓｒｅａｌｉｚｅｄｖｉａｔｈｅｐｏｉｎｔｓｅｔｍａｔｃｈｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｕｎｉｔｑｕａｔｅｒｎｉｏｎｍｅｔｈｏｄ． Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｎｔｈｅｎｅｗｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｔｒａｃｋｉｎｇｅｒｒｏｒｉｓｓｉｍｉｌａｒｔｏｔｈａｔｏｆｔｈｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｅｒｒｏｒ，ｔｈｕｓｔｈｅｔｅｄｉｏｕｓｒｏｂｏｔｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｃａｎｂｅａｖｏｉｄｅｄ．

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：２０１８-１１-２２基金项目：国家自然科学基金重点项目（５１５３５００４）作者简介：许占清 （１９９２－ ） ，男，河南周口人，硕士研究生， 研究方向为机器人铣削加工；彭景福 （１９９３－） ，男，湖南邵阳人，博士研究生， 研究方向为机器人铣削加工；张 刚 （１９７３－ ） ，男，江苏连云港人，博士， 研究方向为机器人理论与应用；申博宇（１９９２－） ，男，河南许昌人，研发员，研究方向为机械加工、刀具研发与应用；丁 烨 （１９８２－） ，男，江苏丹阳人，副研究员、博士研究生导师，研究方向为机器人学与智能制造技术（通信作者） 。
更新日期/Last Update: 2019-10-30