变臂关节式坐标测量机的参数自标定方法研究

发布时间：2017-08-03 15:02

  本文关键词：变臂关节式坐标测量机的参数自标定方法研究

  更多相关文章： 变臂关节式坐标测量机 参数标定 D-H方法 非线性规划遗传算法 逆运动学分析

【摘要】：为了有效地提高关节式坐标测量机的测量精度,变臂关节式坐标测量机通过锁定坐标测量机的前2个关节,减小前端关节转角误差的引入降低系统传递误差。经D-H方法建模,变臂关节式坐标测量机和关节式坐标测量机具有相同的数学方程,但是两者具有不同的结构参数,主要差别体现在前2个关节转角。提出了一种基于逆运动学分析方法和非线性规划遗传算法的参数自标定方法。首先,采用Robotics Toolbox中的逆运动学分析方法反求到达同一标定点的多组可能位姿;其次,根据这些反求的位姿结合测量模型计算标定点的坐标值;最后,以单点重复误差为目标函数通过遗传算法进行全局搜索并利用非线性规划算法进行局部搜索获取最优标定结果。实验结果表明,所提出的参数自标定方法使得变臂关节式坐标测量机的单点测量精度提高1 000倍,长度测量精度提高8倍。
【作者单位】： 北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室;北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心;
【关键词】： 变臂关节式坐标测量机 参数标定 D-H方法 非线性规划遗传算法 逆运动学分析
【基金】：中央高校基本科研业务费资金(12MS122,13XS35)资助项目
【分类号】：TH721
【正文快照】： 1引言关节臂式坐标测量机是典型的非正交坐标测量系统,通常由1个基座、3个关节臂、6个旋转关节和1个测头组成。它类似于机器人手臂,具有结构简单、重量轻、便于携带等优点,尤其适用于大型工件制造和自动装配现场,在国防、汽车等制造业有着广阔的发展前景[1-2]。目前,为了提高

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 高贯斌;王文;林铿;陈子辰;;应用改进模拟退火算法实现关节臂式坐标测量机的参数辨识[J];光学精密工程;2009年10期

2 叶东,黄庆成,车仁生;多关节坐标测量机的误差模型[J];光学精密工程;1999年02期

3 李显凌;;多节柔性主动导管的弯曲控制及位置跟踪测量[J];电子测量与仪器学报;2013年07期

4 高贯斌;王文;林铿;陈子辰;;关节臂式坐标测量机误差仿真系统建模与分析[J];计算机集成制造系统;2009年08期

5 谢斌;蔡自兴;;基于MATLAB Robotics Toolbox的机器人学仿真实验教学[J];计算机教育;2010年19期

6 吉根林;遗传算法研究综述[J];计算机应用与软件;2004年02期

7 杨世文;许小健;;MATLAB优化工具箱在结构优化设计中的应用[J];科学技术与工程;2008年05期

8 汪平平;费业泰;尚平;程文涛;;柔性坐标测量机参数辨识方法[J];农业机械学报;2007年07期

9 叶声华;王一;任永杰;李定坤;;基于激光跟踪仪的机器人运动学参数标定方法[J];天津大学学报;2007年02期

10 汪平平;费业泰;林慎旺;;柔性三坐标测量臂的标定技术研究[J];西安交通大学学报;2006年03期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈祥生;梁栋;王会颖;;人工鱼群算法与遗传算法融合求解聚类问题研究[J];安徽农业科学;2010年36期

2 王仲民;戴怡;;A New Chaotic Genetic Hybrid Algorithm and Its Applications in Mechanical Optimization Design[J];Journal of China Ordnance;2010年03期

3 许川佩;张结龙;任智新;;基于遗传算法的NoC互连测试研究[J];半导体技术;2012年07期

4 杨尚达;李世平;;遗传算法研究[J];兵工自动化;2008年09期

5 王仲民;戴怡;赵辉;;混沌遗传混合算法及其在弹簧剪应力校核中的应用[J];兵工学报;2009年08期

6 黄奎;莫健华;钟凯;余立华;史玉升;;柔性关节臂式测量机的误差仿真分析[J];北京科技大学学报;2010年10期

7 余有明;刘玉树;刘昆;陈云飞;;混沌伪并行遗传算法及其在火力分配优化中的应用[J];北京理工大学学报;2005年12期

8 夏桂锁;费业泰;赵继亮;;平行双关节坐标测量机的精度设计[J];传感技术学报;2012年03期

9 瞿诗高;;消防出警路线选择算法的研究[J];长江大学学报(自然科学版);2011年03期

10 阚玉峰;徐新华;李云;;遗传算法在UTP优化中的应用研究[J];重庆科技学院学报(自然科学版);2008年01期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 邹吉平;顾景文;李丽;;遗传算法在道路照明工程设计中的应用[A];工程设计与计算机技术：第十五届全国工程设计计算机应用学术会议论文集[C];2010年

2 游雪肖;赵大方;;模式算法研究[A];第三届中国智能计算大会论文集[C];2009年

3 刘万里;曲兴华;闫勇刚;;便携式三坐标测量臂校准和误差补偿[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集（一）[C];2007年

4 于连栋;徐吉霞;程文涛;汪平平;;一种新颖非正交3D坐标测量机研究[A];2007'仪表，自动化及先进集成技术大会论文集（二）[C];2007年

5 李润午;方志军;韦礼诊;;一种基于遗传算法的水印图像的优化方法[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年

6 荣雅君;刘帅;葛葆华;;基于非线性规划和遗传算法的无功优化[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集（中册）[C];2008年

7 李俊;于歆杰;;实数编码遗传算法的直流电机PID控制参数寻优[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年

2 陆济湘;三维物体建模和场景构造技术研究[D];华中科技大学;2010年

3 何锐波;基于指数积公式的串联机构运动学标定方法研究[D];华中科技大学;2010年

4 高贯斌;关节臂式坐标测量机自标定方法与误差补偿研究[D];浙江大学;2010年

5 程文涛;关节式坐标测量机标定技术研究[D];合肥工业大学;2011年

6 胡毅;关节式坐标测量机热变形误差建模及修正研究[D];合肥工业大学;2011年

7 郭磊;移动视觉精密测量关键技术研究[D];天津大学;2011年

8 吕世增;空心非球型手腕喷涂机器人设计及关键技术研究[D];天津大学;2012年

9 马永杰;大型仓储系统的调度算法研究[D];兰州交通大学;2011年

10 肖永豪;蜂群算法及在图像处理中的应用研究[D];华南理工大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 户燕会;工业机器人的工作空间和误差补偿的分析与仿真[D];河南理工大学;2010年

2 李京京;城市给水管网改扩建优化设计模型研究[D];郑州大学;2010年

3 杨巍巍;网络考试系统中关键技术的研究与应用[D];哈尔滨工程大学;2010年

4 高世刚;基于云遗传算法的软件项目资源调度研究[D];武汉科技大学;2010年

5 王慧;复杂数据多属性指标的估计模型[D];武汉理工大学;2010年

6 常靖宇;基于演化计算的多峰函数研究[D];武汉理工大学;2010年

7 陈祥生;人工鱼群算法在聚类问题中的应用研究[D];安徽大学;2010年

8 王柏森;电力自动化系统在埕岛油田海上采油平台的应用研究[D];山东大学;2010年

9 王纪霞;烟台南山学院基于Web的组卷与在线考试系统设计[D];山东大学;2010年

10 涂春磊;多自由度超声自动检测系统若干检测问题的研究[D];浙江大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王学影;刘书桂;张洪涛;张国雄;;多关节柔性三坐标测量系统误差分析研究[J];传感技术学报;2007年02期

2 贾智伟;颜国正;石煜;朱柄全;;胶囊内窥镜的无线能量传输系统优化设计[J];电子测量与仪器学报;2011年12期

3 付中正,叶东,张之江,车仁生;新型关节式三坐标测量机的研究[J];工具技术;1997年01期

4 王春花;费业泰;汪平平;;柔性三坐标测量机的结构系统及误差修正标定分析[J];工具技术;2006年09期

5 李文勇,李泉永;基于模拟退火的全局优化算法[J];桂林电子工业学院学报;2001年02期

6 史玉婷;姜萍萍;颜国正;林蔚;;螺旋传动蠕动式内窥镜机器人的设计和实验[J];国外电子测量技术;2012年02期

7 叶东,黄庆成,车仁生;多关节坐标测量机的误差模型[J];光学精密工程;1999年02期

8 沈林勇;章亚男;钱晋武;徐柳伶;文忠;;下肢步行康复训练机器人的人-机耦合力检测[J];电子测量技术;2012年12期

9 叶东,车仁生;仿人多关节坐标测量机的数学建模及其误差分析[J];哈尔滨工业大学学报;1999年02期

10 高健;汪勇;;混沌最优化算法在结构最优化设计中应用[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2006年06期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 程文涛;于连栋;费业泰;;关节式坐标测量机参数识别算法研究[J];中国科学技术大学学报;2011年01期

2 徐以平;微机核子秤物料吸收参数标定新方法[J];工业计量;1999年01期

3 王从军;魏霖;李中伟;;仿人关节式坐标测量机的数学建模及标定方法[J];华中科技大学学报(自然科学版);2007年11期

4 王从军;江舜妹;李中伟;;关节式坐标测量机激光测量头参数标定[J];光电工程;2007年07期

5 程文涛;于连栋;费业泰;;一种关节式坐标测量机的建模及其标定[J];中国科学技术大学学报;2011年05期

6 于连栋;程文涛;费业泰;;基于激光跟踪仪的关节式坐标测量机参数标定[J];中国科学技术大学学报;2009年12期

7 黄奎;莫健华;余立华;钟凯;湛承诚;史玉升;;柔性测量臂运动学建模及参数标定方法[J];西安交通大学学报;2010年08期

8 黄奎;莫健华;付泽民;史玉升;;基于旋量理论的关节臂坐标测量机建模及标定[J];华中科技大学学报(自然科学版);2010年04期

9 童小清;陈彦萼;;气液两相流的双参数测量及其标定[J];石油化工自动化;1993年01期

10 尚进;刘文耀;王兵振;;显微测量系统外参数标定的研究[J];计量学报;2007年01期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 于连栋;徐吉霞;程文涛;汪平平;;一种新颖非正交3D坐标测量机研究[A];2007'仪表，，自动化及先进集成技术大会论文集（二）[C];2007年

2 姜明;姜硕;王献周;吴昊;张新忠;;低成本单轴温控转台的设计[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 范良志;串并联HIFU肿瘤治疗原型机的机构设计、运动控制和运动学参数标定[D];华中科技大学;2005年

2 王跃宗;SLM显微立体视觉量化和三维数据重构研究[D];大连理工大学;2003年

3 黄奎;多关节式坐标测量系统的关键技术研究[D];华中科技大学;2010年

4 程文涛;关节式坐标测量机标定技术研究[D];合肥工业大学;2011年

5 高贯斌;关节臂式坐标测量机自标定方法与误差补偿研究[D];浙江大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 郭辉;关节臂式柔性三坐标测量系统关键技术的研究[D];天津大学;2005年

2 李中伟;多关节坐标测量机的软件研究[D];华中科技大学;2006年

3 王会利;载重轮胎动平衡机的研究[D];天津大学;2008年

4 魏霖;关节式坐标测量机标定的研究[D];华中科技大学;2006年

5 奚思;柔性关节式坐标测量机结构参数标定的采样策略研究[D];合肥工业大学;2012年

6 王宗伟;基于傅立叶光谱仪发射率测试系统的研制[D];哈尔滨工业大学;2007年

7 于唤唤;触针式光电三维微位移测量系统设计[D];天津大学;2012年

8 李芳;柔性坐标测量机结构参数标定及测点规划[D];天津大学;2012年

9 李杰;柔性关节式坐标测量机多参数模型建模方法研究[D];合肥工业大学;2012年

10 罗焱;关节式坐标测量机的研究[D];北京化工大学;2010年

本文编号：614911