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机器人坐标系与激光跟踪仪坐标系的快速转换方法 被引量：35
1
作者 张博 魏振忠 张广军 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1986-1990,共5页
针对机器人坐标系与激光跟踪仪坐标系的转换问题,提出一种机器人单轴旋转运动与自身读数相结合的方法。将靶标球安装在机器人末端,用激光跟踪仪实时测量球心坐标,对机器人单轴转动产生的圆弧轨迹进行空间圆拟合,由三个空间圆的单位法向... 针对机器人坐标系与激光跟踪仪坐标系的转换问题,提出一种机器人单轴旋转运动与自身读数相结合的方法。将靶标球安装在机器人末端,用激光跟踪仪实时测量球心坐标,对机器人单轴转动产生的圆弧轨迹进行空间圆拟合,由三个空间圆的单位法向量可得到旋转矩阵。再求取球心初始位置相对于机器人默认工具点的坐标偏移量,便可反推机器人坐标系原点在激光跟踪仪坐标系下的坐标,即平移向量。实验结果表明,转换后空间点X、Y、Z坐标的RMS误差分别为0.216 mm、0.111 mm、0.157 mm。 展开更多
关键词 坐标系转换 机器人坐标系 激光跟踪仪
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激光跟踪仪与机器人坐标系转换方法研究 被引量：21
2
作者 向民志 范百兴 +1 位作者 李祥云 隆昌宇 《航空制造技术》 2018年第1期98-101,共4页
为了快速准确求解激光跟踪仪与机器人坐标系转换参数,提出了一种基于工具标定与公共点转换相结合的坐标转换方法。首先,将靶球固定在机器人末端工具上,控制机器人示教6个不同位置,并同时用激光跟踪仪测量球心坐标;然后,采用基于距离约... 为了快速准确求解激光跟踪仪与机器人坐标系转换参数,提出了一种基于工具标定与公共点转换相结合的坐标转换方法。首先,将靶球固定在机器人末端工具上,控制机器人示教6个不同位置,并同时用激光跟踪仪测量球心坐标;然后,采用基于距离约束的方法计算靶球在机器人基坐标系中的位置;最后,采用基于罗德里格矩阵的最小二乘迭代法进行坐标转换。试验表明:该方法操作简单,能够避免拟合误差的影响,提高坐标转换精度。 展开更多
关键词 激光跟踪仪 机器人坐标系 罗德里格矩阵 坐标转换 定位误差
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天车机器人吊钩运动轨迹模型构建
3
作者 解秀亮 陈至坤 +1 位作者 王福斌 郭宝军 《华北理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第4期88-93,共6页
为了实现天车机器人吊钩末端轨迹规划及基于视觉的避障功能,建立了吊钩几何重心运动轨迹模型。首先,建立了天车机器人框架坐标系及吊钩几何重心轨迹模型,定义了吊钩柔索运动的椎体空间。其次,针对吊钩无摆动情况,分别对大车、小车单独... 为了实现天车机器人吊钩末端轨迹规划及基于视觉的避障功能,建立了吊钩几何重心运动轨迹模型。首先,建立了天车机器人框架坐标系及吊钩几何重心轨迹模型,定义了吊钩柔索运动的椎体空间。其次,针对吊钩无摆动情况,分别对大车、小车单独运动和大车、小车同时运动情况建立了吊钩运动轨迹模型。最后,针对吊钩出现平面摆动情况,分别建立了大车直线运动伴随吊钩在xOz平面摆动及大车、小车直线运动伴随吊钩在xOz平面摆动的吊钩运动轨迹模型。 展开更多
关键词 天车机器人 机器人坐标系 吊钩轨迹 模型构建
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激光测量标定机器人坐标系位姿变换的正交化解算 被引量：21
4
作者 杨聚庆 王大勇 +3 位作者 董登峰 程智 劳达宝 周维虎 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1985-1993,共9页
针对大型装备智能制造中的机器人在线位姿激光跟踪测量与实时引导需求,提出了一种机器人坐标系与激光测量坐标系标定转换和解算方法。设计了基于距离原则的机器人末端光学工具中心点TCP(Tool Center Point)位置标定算法。通过运用空间... 针对大型装备智能制造中的机器人在线位姿激光跟踪测量与实时引导需求,提出了一种机器人坐标系与激光测量坐标系标定转换和解算方法。设计了基于距离原则的机器人末端光学工具中心点TCP(Tool Center Point)位置标定算法。通过运用空间点坐标重心化配置算法和基于罗德里格矩阵变换的最小二乘优化算法解算出了具有单位正交性的位姿变换旋转矩阵。进行了机器人坐标系位姿变换激光测量标定和优化对比实验,旋转矩阵初值和正交优化值进行点坐标转换后的综合RMSE分别为0.579 0mm和0.501 5mm。结果表明该方法能够有效改进姿态旋转矩阵正交性,并提高位姿变换解算精度。 展开更多
关键词 机器人坐标系转换 激光测量 光学工具中心点 重心化配置 正交旋转矩阵
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基于对偶四元数的机器人方位与手眼关系同时标定方法 被引量：13
5
作者 李巍 吕乃光 +1 位作者 董明利 娄小平 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期301-308,共8页
针对相机姿态估计及机器人运动学正解存在测算偏差时,手眼标定及机器人坐标系一世界坐标系标定结果不能准确收敛到全局最优解的问题,提出了一种基于对偶四元数理论的机器人方位与手眼关系同时标定方法.该方法首先将标定方程中坐标系刚... 针对相机姿态估计及机器人运动学正解存在测算偏差时,手眼标定及机器人坐标系一世界坐标系标定结果不能准确收敛到全局最优解的问题,提出了一种基于对偶四元数理论的机器人方位与手眼关系同时标定方法.该方法首先将标定方程中坐标系刚体变换关系用螺旋轴、旋转角度和平移量参数化表示,再结合全局优化算法对平移量进行优化.搭建了PUMA560机器人数值仿真系统和工业机器人实测实验平台,将该方法与经典的四元数和对偶四元数标定方法进行了比较分析.仿真和实测结果表明,在相机姿态估计及机器人运动学正解存在测量误差的情况下,该方法无需初值估计和数据筛选依然可以保证求解结果的最优性. 展开更多
关键词 机器人 手眼标定 机器人坐标系-世界坐标系标定 对偶四元数 全局优化
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机器人手眼关系、基坐标系和世界坐标系关系的同时标定 被引量：4
6
作者 张旭 李爱国 +1 位作者 马孜 胡英 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2009年第10期1531-1534,1539,共5页
提出了同时确定手眼关系以及机器人坐标系到世界坐标系关系的两种算法.算法1基于矩阵直积理论,可一次算出标定方程的旋转部分和平移部分,与现有的4元数法相比,不存在误差的传递问题;算法2基于粒子群优化理论,同样能一次计算出标定方程... 提出了同时确定手眼关系以及机器人坐标系到世界坐标系关系的两种算法.算法1基于矩阵直积理论,可一次算出标定方程的旋转部分和平移部分,与现有的4元数法相比,不存在误差的传递问题;算法2基于粒子群优化理论,同样能一次计算出标定方程的旋转部分和平移部分,与采用Levenberg-Marquardt的算法相比,该方法只需指定参数的范围.仿真结果表明了算法的有效性,并对于类似问题具有一定参考价值. 展开更多
关键词 手/眼标定 机器人坐标系/世界坐标系标定 粒子群优化算法 矩阵直积
原文传递
标定方程AX=ZB的两种新解法 被引量：4
7
作者 李爱国 胡英 马孜 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第14期3670-3674,共5页
提出了同时确定手眼关系以及机器人坐标系到世界坐标系关系的两种算法。和现有算法相比,给出的算法分别基于对偶四元数和矩阵直积理论,均可一次计算出标定方程的旋转部分和平移部分,不存在误差的传递问题。仿真结果表明了算法的有效性,... 提出了同时确定手眼关系以及机器人坐标系到世界坐标系关系的两种算法。和现有算法相比,给出的算法分别基于对偶四元数和矩阵直积理论,均可一次计算出标定方程的旋转部分和平移部分,不存在误差的传递问题。仿真结果表明了算法的有效性,这些结论对于类似问题的求解具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 手/眼标定 机器人坐标系/世界坐标系标定 四元数 对偶四元数 矩阵直积
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机器人工具坐标系自动校准 被引量：7
8
作者 刘涛 尹仕斌 +2 位作者 任永杰 张楠楠 赵进 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期661-670,共10页
为了实现工业现场中对机器人工具坐标系进行快速高效地校准,同时提升坐标系的校准精度,提出了一种机器人工具坐标系快速校准方法,搭建了校准系统和实验平台。对校准系统的校准测量速度和精度进行了测量和研究。该校准方法使机器人按照... 为了实现工业现场中对机器人工具坐标系进行快速高效地校准,同时提升坐标系的校准精度,提出了一种机器人工具坐标系快速校准方法,搭建了校准系统和实验平台。对校准系统的校准测量速度和精度进行了测量和研究。该校准方法使机器人按照预定圆周和直线的轨迹进行运动,运动时统计该系统在光电传感器中出现的时刻,得到工具坐标系偏斜的位置。本文分析了光电传感器由于装配工艺的原因无法形成直角坐标系而引起的误差,同时根据坐标系转换原理,对此项误差进行分析。最后实验结果表明:机器人工具坐标系的校准精度为±0.5mm,恢复时间为15s。该结果满足汽车生产线对于精度和效率的要求,能够快速有效地对机器人工具坐标系进行校准。 展开更多
关键词 机器人工具坐标系 光电传感器 十字交叉激光法 自动校准
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基于对偶四元数的机器人基坐标系标定方法研究 被引量：5
9
作者 高远 刘晓平 +1 位作者 王刚 梁建刚 《机电工程》 CAS 2017年第3期310-314,320,共6页
针对借助激光跟踪仪标定机器人所涉及的坐标系统一问题,对基于空间几何法拟合建立的基坐标系与机器人理论基坐标系的转换关系进行了研究,提出了一种基于对偶四元数法的机器人基坐标系标定方法。利用指数积公式推导了七自由度串联机器人... 针对借助激光跟踪仪标定机器人所涉及的坐标系统一问题,对基于空间几何法拟合建立的基坐标系与机器人理论基坐标系的转换关系进行了研究,提出了一种基于对偶四元数法的机器人基坐标系标定方法。利用指数积公式推导了七自由度串联机器人正运动学,建立了基于对偶四元数表示法的机器人基坐标系标定模型,该模型将拟合建立的基坐标系与机器人理论基坐标系之间坐标转换的旋转与平移过程进行了统一描述。研究结果表明,该标定方法可一次性计算出标定方程的旋转部分和平移部分,避免了传统位姿分步计算过程中的误差传递,直接提高了标定精度。这些结论可对于类似机器人手眼标定、多机器人协作基坐标系标定问题提供参考。 展开更多
关键词 机器人基坐标系 标定 对偶四元数
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机器人基坐标系精确标定的对偶四元数法 被引量：3
10
作者 王刚 刘晓平 +1 位作者 高远 韩松 《北京邮电大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期18-22,共5页
针对离线编程系统中机器人在世界坐标系下的位姿描述问题,提出一种利用对偶四元数精确标定机器人基坐标系的方法.首先在利用指数积公式建立机器人正运动学模型的基础上,推导了基于单位对偶四元数表示法的机器人基坐标系标定模型,该模型... 针对离线编程系统中机器人在世界坐标系下的位姿描述问题,提出一种利用对偶四元数精确标定机器人基坐标系的方法.首先在利用指数积公式建立机器人正运动学模型的基础上,推导了基于单位对偶四元数表示法的机器人基坐标系标定模型,该模型将世界坐标系与机器人基坐标系之间坐标转换的旋转与平移过程进行统一描述;其次,以对偶四元数的几何性质为约束条件,建立最小方差目标方程,引入拉格朗日乘子法求解最优的位姿变换矩阵;最后,对6自由度串联机器人进行了标定实验.实验结果表明,该标定方法可以有效解决工业应用环境中机器人的基坐标系标定问题,同时也为机器人手眼标定、多机器人协作基坐标系标定问题提供了参考依据. 展开更多
关键词 机器人基坐标系 世界坐标系 标定 对偶四元数
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