【正文】 蹤儀為測(cè)量工具，利用單點(diǎn)法來(lái)辯識(shí)幾何誤差參數(shù)，經(jīng)補(bǔ)償后的單軸位置誤差不超過(guò)5μm，部分指標(biāo)達(dá)到了用戶(hù)的要求。 申請(qǐng)人： 北京航空航天大學(xué) 地址： 100083北京市海淀區(qū)學(xué)院路37號(hào) 發(fā)明(設(shè)計(jì))人： 張廣軍 李秀智 魏振忠 周富強(qiáng) 主分類(lèi)號(hào)： B25J9/16()I 分類(lèi)號(hào)： B25J9/16()I B25J13/00()I 20080806 授權(quán) 20080227 實(shí)質(zhì)審查的生效 20080102 公開(kāi) 主權(quán)項(xiàng) 機(jī)器人足目標(biāo)定方法,基于以下的標(biāo)定裝置,一個(gè)帶有車(chē)載計(jì)算機(jī)的可移動(dòng)車(chē)體,在該可移動(dòng)車(chē)體上固定著攝像機(jī),其特征在于,在可移動(dòng)車(chē)體上分布著10～30個(gè)位置固定的特征點(diǎn),這些特征點(diǎn)是車(chē)體棱邊的交點(diǎn)或者固定在車(chē)體上的機(jī)械構(gòu)件棱邊的交點(diǎn)或者固定在車(chē)體上的攝像機(jī)支架棱邊的交點(diǎn),上述特征點(diǎn)在機(jī)器人坐標(biāo)系下的坐標(biāo)是已知的,構(gòu)成特征點(diǎn)集Θ。 、建立鏡像坐標(biāo)系ORIXRIYRIZRI。RIJ(I=C,M,…,J=M,OM,…)與TIJ(I=C,M,…,J=M,OM,…)分別表示坐標(biāo)系J到坐標(biāo)系I的旋轉(zhuǎn)和平移矩陣,J也表示上述建立的5個(gè)坐標(biāo)系的下標(biāo)其中之一,但是I不同于J。TOMR [6] 、標(biāo)定足眼關(guān)系。水下清洗機(jī)器人在啟動(dòng)高壓噴水槍清洗管口時(shí),使用該方法輔助其搜索及定位管口位置,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)管口自動(dòng)定位及完成清洗工作。另外介紹了供電系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性。I(Immersion Invariant)自適應(yīng)算法來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)標(biāo)定圖像視覺(jué)伺服。圖像實(shí)驗(yàn)表明了這種方法能有效減小搜索空間，加快搜索速度。文獻(xiàn)5報(bào)道了基于視覺(jué)的移動(dòng)機(jī)器人目標(biāo)跟蹤和運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)研究。7．實(shí)施的技術(shù)路線(xiàn)、工作路線(xiàn)。配備Internet網(wǎng)絡(luò)，高檔微機(jī)23臺(tái)，以及虹膜采集裝置，指紋采集裝置，CCD攝像機(jī)，圖像采集卡，掃描儀，數(shù)碼相機(jī)，DSP開(kāi)發(fā)裝置，圖像處理通用軟件等設(shè)備與軟件，總投資超過(guò)120萬(wàn)元。2）技術(shù)路線(xiàn)合理，工藝過(guò)程能夠得到有效的控制，效率高、成本低、易于產(chǎn)業(yè)化。市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)：1）擁有工業(yè)機(jī)器人巨大市場(chǎng)，市場(chǎng)容量大。本項(xiàng)目的研制將對(duì)振興地方經(jīng)濟(jì)，推動(dòng)地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高行業(yè)國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力起到促進(jìn)作用，具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。在設(shè)備及財(cái)務(wù)管理方面，沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)具有完備的規(guī)章制度，保障項(xiàng)目的順利完成。構(gòu)建離線(xiàn)編程及基于圖像視覺(jué)伺服的機(jī)器人編程體系圖1 技術(shù)路線(xiàn)圖圖像特征獲取與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)匹配建模圖像特征提取二維平面信息三維化處理視覺(jué)圖像獲取攝像機(jī)標(biāo)定機(jī)器人本體標(biāo)定機(jī)器人標(biāo)定方法及裝置研究機(jī)器人誤差建模機(jī)器人靜態(tài)建模。查新點(diǎn)2所述“利用單眼或雙眼構(gòu)成立體視覺(jué)，進(jìn)而提出基于圖像的標(biāo)定算法”，文獻(xiàn)7均提及了基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的工業(yè)機(jī)器人自適應(yīng)標(biāo)定算法和基于視覺(jué)圖像的標(biāo)定方法。文獻(xiàn)1報(bào)道了工業(yè)機(jī)器人標(biāo)定技術(shù)研究。本文主要針對(duì)智能機(jī)器人視覺(jué)伺服系統(tǒng)中的攝像機(jī)標(biāo)定方法、圖像識(shí)別和基于圖像反饋的機(jī)器人視覺(jué)伺服控制等方面進(jìn)行了研究。為提取輸電線(xiàn)圖像特征點(diǎn)，針對(duì)輸電線(xiàn)投影圖像特征改進(jìn)了邊緣提取算法，應(yīng)用聚類(lèi)算法提取了輸電線(xiàn)上的像素點(diǎn)。參考前人建立的離散事件動(dòng)力系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)和并行結(jié)構(gòu)，提出了順序結(jié)構(gòu)并證明了其無(wú)阻塞性、可控性和監(jiān)控器存在性，并結(jié)合以上三種結(jié)構(gòu)建立了巡檢機(jī)器人作業(yè)行為的離散動(dòng)力學(xué)模型，分別獲得了任務(wù)層、行為層和動(dòng)作層的監(jiān)控器。本研究工作針對(duì)巡檢機(jī)器人的關(guān)鍵控制問(wèn)題，主要由三部分組成：設(shè)計(jì)了巡檢機(jī)器人的體系結(jié)構(gòu)，并應(yīng)用離散事件理論對(duì)機(jī)器人的任務(wù)、行為和動(dòng)作建模；對(duì)巡檢機(jī)器人雙輪同步驅(qū)動(dòng)控制進(jìn)行了分析，并應(yīng)用奇異攝動(dòng)理論設(shè)計(jì)了控制器；研究了基于單目視覺(jué)的輸電線(xiàn)立體定位方法及通過(guò)視覺(jué)伺服完成機(jī)器人自主抓線(xiàn)控制。CENTERDOT。 由[1]和[2]式,得出ORIXRIYRIZRI到OMXMYMZM的歐氏變換關(guān)系為: R MRI = R CM 1 R CRI , ]] T MRI = R CM 1 ( T CRI T CM ) [ 3 ] ]] 、標(biāo)定機(jī)器人坐標(biāo)系與平面鏡坐標(biāo)系之間的歐氏變換關(guān)系。 、在平面鏡的反面Ω′上建立輔助坐標(biāo)系OOMXOMYOMZOM。 、建立機(jī)器人坐標(biāo)系ORXRYRZR?；谝粋€(gè)帶有車(chē)載計(jì)算機(jī)的可移動(dòng)車(chē)體和攝像機(jī),其特征在于,在可移動(dòng)車(chē)體上分布著10～30個(gè)位置固定的特征點(diǎn),在機(jī)器人前方放置有一面平面反射鏡靶標(biāo)M,標(biāo)定的步驟如下:。在此基礎(chǔ)上，考慮到機(jī)器人的部分幾何參數(shù)在工作空間中產(chǎn)生的位姿誤差幾乎相同而無(wú)法區(qū)分，推導(dǎo)了非冗余幾何參數(shù)集，并與完整集的標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行了比較分析。1）最終機(jī)器人工作空間的絕對(duì)誤差5mm；2）發(fā)表論文2～4篇；3）培養(yǎng)碩士研究生2名；4）申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利2項(xiàng)。近年來(lái)先后承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金2項(xiàng)（其中1項(xiàng)驗(yàn)收結(jié)果為優(yōu)秀），遼寧省自然科學(xué)基金3項(xiàng)，教育部春暉計(jì)劃1項(xiàng)，中國(guó)博士后科學(xué)基金1項(xiàng)，沈陽(yáng)市自然科學(xué)基金2項(xiàng)，遼寧省教育廳科研項(xiàng)目5項(xiàng)，遼寧省優(yōu)秀人才計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)。因此從市場(chǎng)前景分析，智能化的工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域是廣闊的，應(yīng)用數(shù)量是巨大的。華中科技大學(xué)李明富等提出一種出一種基于雙目視差和主動(dòng)輪廓的機(jī)器人手眼協(xié)調(diào)技術(shù)，并實(shí)驗(yàn)分析了在雜亂的背景環(huán)境和復(fù)雜的紋理?xiàng)l件下執(zhí)行視覺(jué)引導(dǎo)的跟蹤和抓取任務(wù)，具有較強(qiáng)的魯棒性。國(guó)內(nèi)基于視覺(jué)引導(dǎo)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品較罕見(jiàn)，中國(guó)機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)航者視覺(jué)龍科技有限公司研發(fā)的視覺(jué)引導(dǎo)6軸工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，用于機(jī)器視覺(jué)引導(dǎo)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行搬運(yùn)、裝配、包裝或軌跡運(yùn)動(dòng)的科研和教學(xué)。日本發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)公司研發(fā)的IR Vision視覺(jué)系統(tǒng)，其中2D系統(tǒng)由一個(gè)安裝于手抓上的2D攝像頭完成視覺(jué)數(shù)據(jù)采集，該視覺(jué)系統(tǒng)作為待加工工件準(zhǔn)確抓取的定位方式，具有很高的柔性，此外其最新產(chǎn)品R2000iA系列多功能智能機(jī)器人，具有獨(dú)特的視覺(jué)和壓力傳感器功能，可以將隨意堆放的工件檢起，并完成裝配。對(duì)于機(jī)器人視覺(jué)技術(shù)，其主要任務(wù)是為機(jī)器人建造視覺(jué)系統(tǒng)。在機(jī)器人動(dòng)態(tài)誤差分析方面，通常的作法是針對(duì)機(jī)器人桿件的彈性變形因素，通過(guò)建立微幅震動(dòng)的微分方程來(lái)建立數(shù)學(xué)模型。常規(guī)模型則是根據(jù)誤差源本身所遵循的物理規(guī)律和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方程，直接或者間接地求解出機(jī)器人末端的誤差模型。哈工大的宜利等人在SGI工作站上開(kāi)發(fā)的障礙環(huán)境中機(jī)器人無(wú)碰路徑生成系統(tǒng)可以用示教方式自動(dòng)生成機(jī)器人仿真任務(wù)程序，并在CRT上模擬顯示機(jī)器人工作過(guò)程，進(jìn)行碰撞檢測(cè)。目前，它已經(jīng)成為世界上流行最廣的機(jī)器人離線(xiàn)編程和仿真系統(tǒng)之一。隨著傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)傳感器的仿真也成為機(jī)器人離線(xiàn)編程系統(tǒng)的一部分內(nèi)容。, mann 設(shè)計(jì)的COSIMIR是從集成觀點(diǎn)出發(fā)開(kāi)發(fā)的一種面向制造單元的工業(yè)機(jī)器人離線(xiàn)編程和仿真系統(tǒng)，由于它集成了已有的環(huán)境建模軟件和基于微機(jī)的機(jī)器人控制軟件而極大地縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間，也由于它提供了層次化接口形式，從而可以適應(yīng)對(duì)多種機(jī)器人進(jìn)行離線(xiàn)編程和在線(xiàn)仿真，方便了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用。因此在技術(shù)層面的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小。隨著科技的發(fā)展，勞動(dòng)力成本的上升，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展得到了越來(lái)越多的關(guān)注。上個(gè)世紀(jì)60年代，由于機(jī)器人和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們開(kāi)始研究具有視覺(jué)功能的機(jī)器人。但在這些研究中，機(jī)器人的視覺(jué)與機(jī)器人的動(dòng)作，嚴(yán)格上講是開(kāi)環(huán)的。但是傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人都通過(guò)示教再現(xiàn)方式編程而進(jìn)行工作，這種編程方式缺點(diǎn)明顯：如編程工作量大，占用機(jī)器人時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)法完成復(fù)雜編程路徑，操作者易受環(huán)境干擾等。為保證該課題研究有足夠的人力、物力，以課題組為基礎(chǔ)成立了專(zhuān)項(xiàng)研究組，總?cè)藬?shù)為6人，平均每人年投入研究時(shí)間不少于1500小時(shí)，年總投入時(shí)間不少于9000小時(shí)；在資金方面，由于該項(xiàng)目為技術(shù)密集型項(xiàng)目，因此，除在初期進(jìn)行設(shè)備選型時(shí)具備一定的投資風(fēng)險(xiǎn)外，在研制過(guò)程中，主要的投入為人員成本，在技術(shù)人員隊(duì)伍穩(wěn)定的情況下，屬于低風(fēng)險(xiǎn)資金投入。 研制的AUTOWELD是在sillicon工作站上開(kāi)發(fā)的焊接機(jī)器人離線(xiàn)編程系統(tǒng)，應(yīng)用凸多面體邊界法描述機(jī)器人以及環(huán)境的幾何模型，以實(shí)現(xiàn)避碰檢測(cè)，另外，它還可以自動(dòng)選擇焊接參數(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化編程。RWORD是一種環(huán)境模型系統(tǒng)，它具有與外界環(huán)境實(shí)時(shí)交互的功能，能夠利用傳感器的信息減少仿真模型與實(shí)際模型之間的誤差。由于國(guó)外工業(yè)機(jī)器人具有大量應(yīng)用，因此各大學(xué)以及研究機(jī)構(gòu)甚至大型的制造