面向机器人标定的单激光跟踪仪顺序多站式测量系统建模与分析

发布时间：2024-05-15 19:51

　　为实现大型串联工业机器人的高精度标定,搭建了一种单激光跟踪仪的顺序多站式测量系统。该系统仅需单台激光跟踪仪,先后在不同的基站位置对工业机器人的末端位置进行独立测量,并基于多边测量方法计算机器人的末端位置。计算过程中仅需激光跟踪仪的距离信息,有效地优化了末端位置的测量不确定度。首先,建立了该测量系统的仿真模型,深入地分析了测量点的数量与分布形状、测量距离以及工业机器人定位精度等因素对系统测量精度的影响;然后,依据分析结果确定单激光跟踪仪顺序多站式测量系统的搭建方案。实验结果表明:该系统在2.5 m距离上的测量误差仅为0.023 mm,优于激光跟踪仪的测量精度,满足大型串联工业机器人参数标定的测量精度要求。

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【部分图文】：

图1顺序多站式测量系统的示意图

图1为本文所搭建的激光跟踪仪顺序多站式测量系统。测量系统使用的激光跟踪仪为LeicaAT930，在60m范围内的测量不确定度为±(15μm+6Lμm/m)(L为测量距离，m)。配套使用的测量软件为SpatialAnalyzer软件，该软件提供了包括拟合几何体、建立坐标系等功....

图2多边测量方法示意图

4个基站位置的激光跟踪仪能够同时测量目标点到激光跟踪仪的距离Lij。因此，单个目标点能够建立等式(1):式中:Lij为四路激光跟踪仪测得目标点Pi的距离;目标点Pi的坐标为(xi,yi,zi);基站位置PBj的坐标为(xBj,yBj,zBj)。

图3工业机器人定位误差概率分布

目标点的分布方式是目标点构成的形状及面积，选择圆形、正方体和正方形3种分布方式。激光跟踪仪的基站位置分为三棱锥和正四面体2种。目标点的测量距离定义为目标点构成的形状中心点距激光跟踪仪构成的中心点的距离。通过控制变量方法分别量化分析这些因素对自标定精度的影响，确定测量系统的最优布局....

图4仿真分析中的测量系统配置

图3工业机器人定位误差概率分布3.2.1目标点的数量对自标定精度的影响分析

本文编号：3974139