【正文】 人的絕對精度，但是也要付出降低機(jī)器人性能中其它特性的代價(jià)，因此建模時(shí)要綜合考慮各方面的因素。概率模型用隨機(jī)變量描述誤差源，建立機(jī)器人機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)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。在機(jī)器人靜態(tài)建模方面，一般是把靜態(tài)誤差因素作為相應(yīng)變量的微小量，利用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析方法，推導(dǎo)出機(jī)器人靜態(tài)誤差的數(shù)學(xué)模型。Jose Mauricio ，建立手部位姿誤差數(shù)學(xué)模型的微小位移合成法。但是，這種建模方法有一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)就是當(dāng)機(jī)器人本體含有兩個(gè)連續(xù)的平行連桿時(shí)，微小誤差模型就不再適用了，因此Hayati等人又提出了一種改進(jìn)的DH建模方法，通過引進(jìn)另外一個(gè)旋轉(zhuǎn)變量解決了這個(gè)問題。在機(jī)器人動(dòng)態(tài)誤差分析方面，通常的作法是針對機(jī)器人桿件的彈性變形因素，通過建立微幅震動(dòng)的微分方程來建立數(shù)學(xué)模型。陳明哲等人將機(jī)器人各個(gè)DH參數(shù)視為時(shí)間變量，通過對相鄰桿件坐標(biāo)的44齊次變換矩陣求微分運(yùn)算，得到機(jī)器人末端動(dòng)態(tài)位姿誤差的數(shù)學(xué)模型，同時(shí)避開了復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)分析。視覺一直是一個(gè)很熱門的課題，到了20世紀(jì)70年代末，80年代初，Mrr的馬爾(D．Marr)教授創(chuàng)立了視覺計(jì)算理論，使視覺的研究前進(jìn)了一大步。從計(jì)算理論這個(gè)層次來看，馬爾教授提出視覺信息處理必須用三級(jí)內(nèi)部表象加以描述。對于機(jī)器人視覺技術(shù)，其主要任務(wù)是為機(jī)器人建造視覺系統(tǒng)。由于對機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域不斷提出更高的要求，機(jī)器人視覺將越來越復(fù)雜。70年代，機(jī)器人大量研究工作的重點(diǎn)是使用外部傳感器以改善機(jī)器人的各種操作，例如配有視覺、觸覺的機(jī)器人可以用于鑄件、泵體的識(shí)別和檢查，也可用于集成電路的裝配、焊接等。80年代，在國際市場上作為商品出售的一個(gè)通用機(jī)器人系統(tǒng)PUMA/VC100，具有識(shí)別物體，確定物體位置坐標(biāo)的能力，其所使用的視覺算法允許在材料加工或裝配系統(tǒng)中對工件進(jìn)行檢測，不過視覺系統(tǒng)是通過示教訓(xùn)練得到的。日本發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)公司研發(fā)的IR Vision視覺系統(tǒng)，其中2D系統(tǒng)由一個(gè)安裝于手抓上的2D攝像頭完成視覺數(shù)據(jù)采集，該視覺系統(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。美國在機(jī)器人視覺技術(shù)有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)開發(fā)出多款成熟產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用在微裝配、空間和軍事領(lǐng)域。我國的對工業(yè)機(jī)器人的研究起步于80年代，從90年代初期起，在國家“863”計(jì)劃支持下，我國工業(yè)機(jī)器人又在實(shí)踐中邁進(jìn)一大步，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的點(diǎn)焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運(yùn)、包裝碼垛等7種工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品相繼問世，還實(shí)施了100多項(xiàng)機(jī)器人應(yīng)用工程、建立了20余個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地。接著，這個(gè)“光電眼”連接PLC或者直接連到機(jī)器人控制器中。國內(nèi)基于視覺引導(dǎo)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品較罕見，中國機(jī)器視覺領(lǐng)航者視覺龍科技有限公司研發(fā)的視覺引導(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)。中汽工程公司機(jī)械工業(yè)第四設(shè)計(jì)研究院的黎海等人設(shè)計(jì)了一套發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線機(jī)器人視覺搬運(yùn)系統(tǒng)，基本實(shí)現(xiàn)了對碼放在生產(chǎn)線端頭托盤上的毛坯件上線口成品下線的位置偏移測量及自動(dòng)搬運(yùn)功能。西安工程大學(xué)王曉華等采用單目基于SIFT算法零件識(shí)別和雙目三維定位對零件識(shí)別定位和抓取研究。四川大學(xué)尹湘云等人提出一種將基于模型控制方法和基于智能計(jì)算方法相結(jié)合的方法，提高了機(jī)器人的視覺定位精度。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)行視覺引導(dǎo)的跟蹤和抓取任務(wù)，具有較強(qiáng)的魯棒性。它對穩(wěn)定提高產(chǎn)品品質(zhì)、提高生產(chǎn)效率和改善勞動(dòng)條件起著十分重要的作用。目前全世界已擁有100多萬臺(tái)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用在各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。作為老工業(yè)基地，沈陽的制造業(yè)更顯示其在地區(qū)經(jīng)濟(jì)中的重要地位，而制造業(yè)的復(fù)蘇很大程度上決定于生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化程度，而自動(dòng)化程度又在很大程度上依賴于智能機(jī)器—機(jī)器人的數(shù)量與智能。因此從市場前景分析，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。項(xiàng)目申請人在讀博士期間以主要研究人員身份參與了中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所沈陽新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司“工業(yè)機(jī)器人標(biāo)定技術(shù)研究”、“雙機(jī)器人協(xié)調(diào)”、“機(jī)器人控制器研制”等項(xiàng)目。項(xiàng)目申請人還主持了2009年市科技局項(xiàng)目“駕駛員疲勞檢測系統(tǒng)研究”工作，并已經(jīng)順利結(jié)題。同時(shí)，本課題還依托沈陽工業(yè)大學(xué)視覺檢測技術(shù)研究所，近年來先后承擔(dān)國家自然科學(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)，中國博士后科學(xué)基金1項(xiàng)，沈陽市自然科學(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)。、考核指標(biāo)、主要研究內(nèi)容、實(shí)施進(jìn)度安排。2）、通過單目或者雙目視覺采集圖像，并從圖像中獲取工件位置及特征信息，然后以這些信息作為機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)輸入來調(diào)整機(jī)器人末端執(zhí)行器動(dòng)作，最終完成對工件的精確操作。1）最終機(jī)器人工作空間的絕對誤差5mm；2）發(fā)表論文2～4篇；3）培養(yǎng)碩士研究生2名；4）申請發(fā)明專利2項(xiàng)。1)基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的機(jī)器人本體標(biāo)定方法研究；2)攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)研究；3) 圖像特征與機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模型建立方法的研究；。6．技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容。2) 提出離線編程與視覺伺服融合方案，提高工業(yè)機(jī)器人對環(huán)境及工件的識(shí)別與操作精度。文獻(xiàn)57為科技論文，文獻(xiàn)4為專利。 本文首先結(jié)合某打磨機(jī)器人的實(shí)際幾何結(jié)構(gòu)，建立了該機(jī)器人的誤差模型，利用單點(diǎn)法來辨識(shí)幾何參數(shù)誤差值；提出了誤差分類補(bǔ)償?shù)姆椒?，建立了機(jī)器人的理想和實(shí)際運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，獲得了運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和逆解。Wets算法對遺傳算法進(jìn)行有益的補(bǔ)充，通過對機(jī)器人的關(guān)節(jié)誤差進(jìn)行補(bǔ)償可以部分提高機(jī)器人的位姿精度。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?？紤]到機(jī)器人的使用由逆運(yùn)動(dòng)學(xué)控制，利用前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對機(jī)器人進(jìn)行了逆運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定。 為驗(yàn)證誤差模型和單點(diǎn)測量的誤差參數(shù)辯識(shí)方法的實(shí)際效果，在打磨機(jī)器人工作空間內(nèi)選取多個(gè)位姿進(jìn)行了實(shí)際標(biāo)定，用六維激光跟蹤儀為測量工具，利用單點(diǎn)法來辯識(shí)幾何誤差參數(shù)，經(jīng)補(bǔ)償后的單軸位置誤差不超過5μm，部分指標(biāo)達(dá)到了用戶的要求。 作 者： 王東署 學(xué)科專業(yè)： 控制理論與控制工程 授予學(xué)位： 博士 學(xué)位授予單位： 東北大學(xué) 導(dǎo)師姓名： 徐心和 學(xué)位年度： 2006 語 種： chi 分類號(hào)： 關(guān)鍵詞： 機(jī)器人 位姿誤差 遺傳算法 標(biāo)定技術(shù) 2.基于PUMA560機(jī)器人的視覺伺服系統(tǒng)及算法研究該文基于PUMA560機(jī)器人,包括PUMA機(jī)器人及其軟件系統(tǒng),CCD相機(jī),（單目視覺伺服）.：,能夠求解出物體坐標(biāo)系與相機(jī)坐標(biāo)系的相對變換,以像點(diǎn)理想位置與實(shí)際位置的差為指標(biāo)函數(shù),通過不斷調(diào)整相機(jī)位置與姿態(tài),（雙目視覺伺服）.,從而省去了傳統(tǒng)的標(biāo)定和位姿估計(jì)?；谝粋€(gè)帶有車載計(jì)算機(jī)的可移動(dòng)車體和攝像機(jī),其特征在于,在可移動(dòng)車體上分布著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:。本發(fā)明解決了移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的足目標(biāo)定問題,不需要簡化待標(biāo)定參數(shù),對攝像機(jī)固聯(lián)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)自由度沒有要求,也可用于手眼定標(biāo)。 申請人： 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) 主分類號(hào)： B25J9/16()I 分類號(hào)： B25J9/16()I B25J13/00()I 20080806 授權(quán) 20080227 實(shí)質(zhì)審查的生效 20080102 公開 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)帶有車載計(jì)算機(jī)的可移動(dòng)車體,在該可移動(dòng)車體上固定著攝像機(jī),其特征在于,在可移動(dòng)車體上分布著10～30個(gè)位置固定的特征點(diǎn),這些特征點(diǎn)是車體棱邊的交點(diǎn)或者固定在車體上的機(jī)械構(gòu)件棱邊的交點(diǎn)或者固定在車體上的攝像機(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。標(biāo)定的步驟如下: 、建立坐標(biāo)