多PSD距離約束的機(jī)器人定位精度快速標(biāo)定*

蘇成志，吳文華，王 浪，李玉春，劉 森

(長(zhǎng)春理工大學(xué)a.機(jī)電工程學(xué)院；b.人工智能學(xué)院，長(zhǎng)春 130012)

0 引言

機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)誤差標(biāo)定是提高機(jī)器人絕對(duì)定位精度的重要途徑，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了深入研究[1-2]。一種是開環(huán)標(biāo)定，利用高精度外部測(cè)量設(shè)備參與測(cè)量對(duì)機(jī)器人進(jìn)行標(biāo)定，例如機(jī)械坐標(biāo)測(cè)量機(jī)[3]、伸縮式球桿[4]、經(jīng)緯儀[5]、激光跟蹤儀[6-7]等，這些測(cè)量設(shè)備操作復(fù)雜且耗時(shí)，對(duì)操作人員素質(zhì)要求高。另一類是閉環(huán)標(biāo)定，集中于平面約束[8]和距離約束[9-12]。JOUBAIR、LEMBONO等[13-14]基于距離約束的原理，采用物理接觸式方法構(gòu)造距離約束對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了標(biāo)定，通過控制機(jī)器人使機(jī)器人末端探針接觸已知距離的球，擬合球心距與實(shí)際距離構(gòu)成距離約束。GATLA、GAO、SU等[15-19]通過調(diào)整機(jī)器人使機(jī)器人末端激光器發(fā)出的光線精準(zhǔn)打在特定的空間點(diǎn)上形成閉合約束鏈進(jìn)行標(biāo)定。DU、BEYER、WANG等[20-22]提出了一種基于機(jī)器視覺的閉環(huán)約束標(biāo)定方法，由于需要精確調(diào)整攝像機(jī)位姿，標(biāo)定周期為1.5個(gè)工作日。

上述標(biāo)定方法中已有的開環(huán)標(biāo)定方法設(shè)備操作復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求高，常用于實(shí)驗(yàn)室研究；已有的閉環(huán)標(biāo)定方法相對(duì)于產(chǎn)線標(biāo)定周期長(zhǎng)，無法滿足產(chǎn)線標(biāo)定要求。本文提出一種基于PSD與激光線共約束的快速閉環(huán)標(biāo)定方法，調(diào)整機(jī)器人位姿使末端激光器發(fā)出的激光線入射到PSD1、3上并反射到PSD2、4上。計(jì)算機(jī)器人基坐標(biāo)系下入射光線之間的距離dB，由PSD設(shè)備間接測(cè)量對(duì)應(yīng)的激光入射光線之間的距離do1，兩者構(gòu)成距離約束，利用粒子群算法對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)參數(shù)誤差進(jìn)行辨識(shí)。……