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机器人工具坐标系的快速标定方法 被引量：15
1
作者 李广云 罗豪龙 王力 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1375-1386,共12页
为了解决机器人工具坐标系标定时标定精度不高、效率较低的问题,提出一种基于激光跟踪仪的工具坐标系快速标定方法。首先,分析机器人末端法兰盘的结构,根据法兰盘上各点的相对位置关系,利用激光跟踪仪及几何法原理进行工具坐标系的位置... 为了解决机器人工具坐标系标定时标定精度不高、效率较低的问题,提出一种基于激光跟踪仪的工具坐标系快速标定方法。首先,分析机器人末端法兰盘的结构,根据法兰盘上各点的相对位置关系,利用激光跟踪仪及几何法原理进行工具坐标系的位置标定;其次,控制机器人沿工具坐标系的X轴和Z轴方向分别运动,根据工具坐标系和法兰末端坐标系的相对位姿关系进行工具坐标系姿态标定;最后,利用基于距离约束的工具坐标系标定方法和本文提出的几何法标定结果进行精度对比分析。实验结果表明几何法进行工具坐标系后机器人定位精度能达到0.692 mm,与距离约束法的工具坐标系标定精度相当;同时几何法不需要机器人运动,只需测量机器人末端的6个点就能实现工具坐标系的位置标定,且机器人末端更换新的工具后只需测量一个点就能实现新工具的位置标定。实验表明,几何法标定实验过程为3 min,而距离约束法实验过程为8 min,标定效率提高了62.5%,说明该方法具有高效率和高精度的特点,能够满足高精度任务作业的实际需要。 展开更多
关键词 机器人 工具坐标系 几何法 法兰盘 激光跟踪仪
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基于自适应卡尔曼滤波的TDOA定位方法 被引量：9
2
作者 罗豪龙 李广云 +2 位作者 欧阳文 杨啸天 向奉卓 《测绘科学技术学报》 北大核心 2020年第3期252-257,共6页
超宽带UWB(Ultra Wide Band)技术是一种新兴的室内定位技术,具有功耗低、定位精度高、穿透能力强等特点,被广泛研究。利用到达时间差TDOA(Time Difference of Arrival)测量方法,通过UWB标签向多个基站发送信号得到标签到各个基站的时间... 超宽带UWB(Ultra Wide Band)技术是一种新兴的室内定位技术,具有功耗低、定位精度高、穿透能力强等特点,被广泛研究。利用到达时间差TDOA(Time Difference of Arrival)测量方法,通过UWB标签向多个基站发送信号得到标签到各个基站的时间戳差,利用Chan算法实时解算标签的运动位置。建立"当前"统计模型,设置阈值改进自适应卡尔曼滤波迭代过程,利用改进后的自适应卡尔曼滤波算法消除非视距误差和噪声对TDOA定位的影响,实现了更准确的TDOA室内定位。实验表明,基于自适应卡尔曼滤波的TDOA定位方法具有较高的精度。 展开更多
关键词 到达时间差 非视距误差 当前统计 卡尔曼滤波 阈值
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基于最小二乘的工具坐标系标定方法 被引量：9
3
作者 罗豪龙 王力 +2 位作者 向奉卓 欧阳文 王鹏 《电子测量技术》 2020年第2期6-9,共4页
机器人工具坐标系标定的好坏直接决定机器人工作的可靠性和准确度,准确地标定机器人工具坐标系,能有效提高机器人完成任务的效率,满足实际需要。基于最小二乘原理,将位置和姿态分开标定,操作机器人使工具末端以四种不同的姿态到达同一... 机器人工具坐标系标定的好坏直接决定机器人工作的可靠性和准确度,准确地标定机器人工具坐标系,能有效提高机器人完成任务的效率,满足实际需要。基于最小二乘原理,将位置和姿态分开标定,操作机器人使工具末端以四种不同的姿态到达同一个位置,根据示教器上的读数解算得到工具坐标系的位置;使机器人工具末端分别沿基坐标系的X轴和Z轴正方向运动,解算得到工具坐标系相对于法兰末端坐标系的姿态。最后通过MATLAB进行仿真验证,得到工具末端的位置误差在0.1mm以内,说明该方法具有较高的精度。 展开更多
关键词 工具坐标系 基坐标系 最小二乘 标定 机器人
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基于抗差估计的VIO/UWB自适应组合定位算法
4
作者 李雪强 李建胜 +3 位作者 王安成 罗豪龙 杨子迪 李凯林 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期1083-1091,共9页
在GNSS信号拒止的室内环境定位中,针对视觉惯性里程计(VIO)在长期运动或无回环等不利环境下产生误差累积偏移以及超宽带(UWB)受非视距影响定位精度难以保证的问题,提出了一种基于抗差估计的UWB辅助视觉惯性自适应组合定位算法。首先,构... 在GNSS信号拒止的室内环境定位中,针对视觉惯性里程计(VIO)在长期运动或无回环等不利环境下产生误差累积偏移以及超宽带(UWB)受非视距影响定位精度难以保证的问题,提出了一种基于抗差估计的UWB辅助视觉惯性自适应组合定位算法。首先,构建UWB与VIO的优化框架,利用UWB定位结果对VIO进行全局约束。其次,在后端优化阶段加入抗差估计,实时调整传感器间的权重值,抑制UWB非视距的影响。最后,在EuRoc数据集和真实场景中进行了实验验证。真实场景实验结果表明,组合算法在非遮挡条件下定位精度相比于VINS_Mono提高75.05%,基于抗差估计的组合算法在遮挡条件下定位精度相比于不加抗差估计的组合算法提高37.53%。 展开更多
关键词 视觉惯性里程计 超宽带 抗差 自适应 多传感器融合
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基于自旋式辅助平台的三维激光扫描方法 被引量：2
5
作者 罗豪龙 张金鑫 +2 位作者 王力 宗文鹏 杨啸天 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2019年第S2期98-101,共4页
三维激光扫描仪能获取物体表面大量的三维坐标信息。但三维激光扫描仪价格昂贵,且需要多站扫描和点云拼接。本文设计自旋式辅助扫描平台,利用二维激光扫描仪对搭载在精密转台上的物体扫描获得物体表面的三维坐标信息,避免了多次搬站和... 三维激光扫描仪能获取物体表面大量的三维坐标信息。但三维激光扫描仪价格昂贵,且需要多站扫描和点云拼接。本文设计自旋式辅助扫描平台,利用二维激光扫描仪对搭载在精密转台上的物体扫描获得物体表面的三维坐标信息,避免了多次搬站和点云数据拼接,在降低成本的同时提高了工作效率。试验发现,利用自旋式辅助平台扫描得到的物体三维模型准确度较高,误差在毫米级,精度稍逊色于传统的三维激光扫描仪,验证了利用自旋式辅助平台进行三维激光扫描的可行性。 展开更多
关键词 激光扫描仪 转台 点云数据 三维模型
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利用平面特征的激光雷达相对位姿标定方法 被引量：2
6
作者 王鹏 李广云 +2 位作者 王力 向奉卓 罗豪龙 《测绘科学技术学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期611-617,共7页
针对多激光雷达外参数的标定问题,提出一种利用平面匹配的激光雷达间相对位姿自动标定方法。首先利用RANSAC算法对回廊式结构进行平面和相应法向量的提取;其次通过一系列的方法匹配对应平面,采用Kabsch算法求解初始外参数;最后利用Cere... 针对多激光雷达外参数的标定问题,提出一种利用平面匹配的激光雷达间相对位姿自动标定方法。首先利用RANSAC算法对回廊式结构进行平面和相应法向量的提取;其次通过一系列的方法匹配对应平面,采用Kabsch算法求解初始外参数;最后利用Ceres库进行非线性优化,实现了较高精度的激光雷达外参数标定。仿真实验以及实际测试结果表明,该方法具有较高的标定精度和较强的鲁棒性,旋转、平移误差分别小于0.03 rad和0.04 m。 展开更多
关键词 激光雷达 回廊式结构 平面匹配 参数标定 非线性优化
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激光SLAM精度测试场设计与实现 被引量：1
7
作者 杨啸天 李广云 +2 位作者 向奉卓 王力 罗豪龙 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2020年第5期64-68,共5页
同时定位与地图构建(SLAM)系统在机器人、自动驾驶和移动测量等领域有广泛的应用,但目前系统精度的测试方法尚不完善。针对SLAM系统精度测试的实际需求,本文提出了一种SLAM高精度测试场的建立方法。首先建立三维控制网,然后利用三维激... 同时定位与地图构建(SLAM)系统在机器人、自动驾驶和移动测量等领域有广泛的应用,但目前系统精度的测试方法尚不完善。针对SLAM系统精度测试的实际需求,本文提出了一种SLAM高精度测试场的建立方法。首先建立三维控制网,然后利用三维激光扫描技术对环境信息进行采集,最终构建出用于测试SLAM系统精度的高精度三维点云特征库。试验结果表明,建立的三维点云特征库包含丰富的特征信息,具有真实地理坐标,精度达到毫米级,可以较好地满足SLAM精度测试的需求。 展开更多
关键词 SLAM 精度测试 三维控制网 激光扫描技术 特征库
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GNSS辅助UWB基站位置估计方法 被引量：1
8
作者 欧阳文 王安成 +1 位作者 蒋理兴 罗豪龙 《导航定位学报》 CSCD 2021年第4期110-116,共7页
针对在全球卫星导航系统(GNSS)及超宽带(UWB)组合的室内外无缝定位系统中,室内定位基准取决于UWB基站的位置基准,与GNSS通常所用的大地坐标系不一致的问题,提出一种基站位置估计方法:利用携带GNSS接收机和UWB标签的移动站来估计室内UWB... 针对在全球卫星导航系统(GNSS)及超宽带(UWB)组合的室内外无缝定位系统中,室内定位基准取决于UWB基站的位置基准,与GNSS通常所用的大地坐标系不一致的问题,提出一种基站位置估计方法:利用携带GNSS接收机和UWB标签的移动站来估计室内UWB基站位置;以移动站获取的GNSS坐标和UWB测距信息作为观测量,采用扩展卡尔曼滤波(EKF)法解算UWB基站坐标,使UWB定位基准自然统一到大地坐标系下。实验结果表明:该方法具有较好的估计效果;UWB基站无需提前布设,自然统一到大地坐标系下。 展开更多
关键词 超宽带 基站标定 扩展卡尔曼滤波 位置估计 无缝定位
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一种UWB协作式定位方法
9
作者 欧阳文 蒋理兴 +2 位作者 罗豪龙 郑凯 李雪强 《导航定位学报》 CSCD 2020年第4期20-25,38,共7页
针对超宽带(UWB)定位过程中,易出现基站距离信息不足无法准确定位的问题,提出1种适用于UWB定位的集中式解算方法:介绍3种UWB定位估计算法并比较其优缺点,然后分析并推导2种定位模型的解算方程,最后提出协作式定位解算策略。实验结果表明... 针对超宽带(UWB)定位过程中,易出现基站距离信息不足无法准确定位的问题,提出1种适用于UWB定位的集中式解算方法:介绍3种UWB定位估计算法并比较其优缺点,然后分析并推导2种定位模型的解算方程,最后提出协作式定位解算策略。实验结果表明,在基站距离信息不足的情况下,采用协作定位模型仍然能解算出坐标,而相比单点定位方法,精度由厘米级下降到分米级。 展开更多
关键词 超宽带 协作定位 到达时间 最大似然估计 定位模型
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大场景光学运动捕捉系统标定方法研究
10
作者 罗豪龙 李建胜 +2 位作者 邹丹平 杨子迪 李广云 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期215-229,共15页
为解决大场景下光学运动捕捉系统精度检测困难的问题,提出利用全站仪标定大场景下光学运动捕捉系统定位精度的方法。首先在光学运动捕捉系统的四个分区域均匀选取若干公共点,其次利用同尺寸同心靶球解决全站仪和光学运动捕捉系统测量点... 为解决大场景下光学运动捕捉系统精度检测困难的问题,提出利用全站仪标定大场景下光学运动捕捉系统定位精度的方法。首先在光学运动捕捉系统的四个分区域均匀选取若干公共点,其次利用同尺寸同心靶球解决全站仪和光学运动捕捉系统测量点不一致的问题,之后通过全站仪和光学运动捕捉系统分别测量得到公共点的真实值和测量值,基于罗德里格矩阵的抗差最小二乘迭代方法计算全站仪坐标系到光学运动捕捉系统坐标系的位姿变换矩阵,最后坐标系统一并计算光学运动捕捉系统在分区域和整体区域下的定位精度。同时,基于该方法实现了度量运动捕捉系统和Vicon运动捕捉系统的外参标定。实验结果表明:光学运动捕捉系统在四个分区域的定位精度分别为2.385 mm、0.877 mm、1.787 mm、2.890 mm,整体区域下光学运动捕捉系统的定位精度为8.126 mm。说明大场景下光学运动捕捉系统的定位精度明显降低,验证了利用全站仪进行光学运动捕捉系统标定和运动捕捉系统外参标定的可行性和有效性。 展开更多
关键词 光学运动捕捉系统 全站仪 公共点 罗德里格矩阵 抗差最小二乘
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