精密装配用并联机器人标定及机构误差分析

为了提高手机摄像头的装配精度,设计开发一款用于精密装配的小型并联机器人,并对机器人进行标定以及机构误差分析.用数值方法推导机器人的正逆运动学模型和误差模型,并探讨机器人运动学模型和误差补偿模型衔接的问题;设计在桥式三座标测量机上进行测量标定的方法,并对机器人进行标定实验;从机构角度对机器人的间隙误差来源进行分析,分析机器人构型对间隙误差的约束,并对机器人进行重复定位精度测试.经过标定及机构误差控制,机器人位姿坐标的最大位移误差由0.345 9 mm降为0.012 1 mm,最大转角误差由0.007 3 rad降为0.001 1 rad,重复定位精度为0.004 8 mm.实验结果表明该标定方法及机构误差分析方法能有效提高机器人的精度.     

基于ADAMS的并联机构运动学仿真

为了研究飞行模拟器的六自由度并联机构,经过运动学的理论分析,探讨了结构逆解和结构正解问题,两种方法都可以得到运动学方程的解析解.应用ADAMS仿真分析软件对该并联机构建立仿真模型,可以得到运动学的仿真曲线,实际结果证明该软件对并联机构运动学结构逆解和结构正解问题求解的有效性.     

4TPS-1PS四自由度并联电动平台动力学建模与位姿闭环鲁棒控制

4TPS-1PS四自由度并联平台是针对稳定跟踪系统需要而设计的一种新型并联机构,具有3个独立的转动自由度和1个移动自由度.对该新型并联平台进行运动学分析,将其分为上平台、电动缸、从动支链3个部分,利用拉格朗日方法建立了完整动力学模型,在此基础上提出一种适用于该并联平台的位姿闭环鲁棒控制策略.采用该并联平台特有的实时正解得到上平台实际位姿进行反馈,将平台作为一个整体进行控制,在任务空间内设计滑模变结构控制器,进行两自由度复合运动控制实验.结果表明,该控制策略是有效的,提高了平台的轨迹跟踪精度,平均位姿跟踪精度优于0.05°.     

平地机工作装置混联机构简化位置正解分析

为了研究平地机工作装置的运动学特性,提出工作装置混联机构简化位置正解的分析方法.根据平地机工作装置结构及各部件运动副关系,抽象出工作装置机构模型.基于平地机作业方式特点,对该机构进行分解和分析,确定少自由度并联机构为该机构的主体.利用螺旋理论对该并联机构进行自由度分析,采用数值分析法对该并联机构进行位置正解分析,并基于ADAMS实现平地机工作装置并联机构部分的位置正解分析.现场的物理试验表明,对于工作装置并联机构部分的位置正解,试验结果与计算机仿真结果基本吻合,最大误差不超过3%,满足平地机工作装置的精度要求;从而验证了所提出的分析方法的有效性.依据该理论基础,通过进一步的分析,获得平地机混联机构工作装置的运动学特性,最后讨论该机构设计要点,为工作装置设计和优化奠定理论基础.     

基于神经网络的6-SPS并联机器人正运动学精确求解

位置正解是并联机器人机构应用的基础。探讨了人工神经网络在并联机器人机构位置正解求解中的应用。采用BP网络，利用位置逆解结果，通过训练学习，实现操作手从关节变量空间到工作变量空间的非线性映射；从而求得6-SPS并联机器人运动学正解。为提高正解结果精度，采用迭代计算进行误差补偿。给出了一种并联机器人操作手的仿真实例。计算结果表明，该法迭代次数少，计算精度高且计算速度接近机器人实时控制的要求。     

六自由度柔性测量臂关节零位偏差标定算法研究

多关节柔性测量臂的关节零位偏差是由于装配引起的系统误差,对测量精度的影响极大.采取高精度的标定方法,获得关节零位偏差的实际值,然后对关节转角的理论值进行补偿,可以提高测量精度.首先应用D-H建模方法,建立了六自由度柔性测量臂的测量模型,在测量模型的基础上,应用全微分法建立了基于关节零位偏差的误差模型,然后用最小二乘法和迭代算法,建立了柔性臂关节零位偏差的线性标定方法,最后通过Matlab仿真验证了该标定算法的正确性.     

3-PRS并联机构位置正解分析

根据3-PRS并联机构具有2个转动自由度和1个移动自由度的结构特点,利用封闭矢量方法和简化坐标转换矩阵,得到该机构运动平台中心的运动方程,然后运用遗传算法并结合其运动方程给出并联机构运动学位置正解适应度函数和目标函数,将计算结果代入运动方程求出杆长,其误差小、精度高,为3-PRS并联机构的控制策略奠定了基础．该解法既不需要选取迭代初值,也不需要复杂的数学推导,容易实现而且通用性强．     

六自由度并联机器人工作空间分析

介绍了基于并联机构运动学逆解的并联机构工作空间极限边界数值搜索算法,对六自由度并联机器人的位置工作空间、姿态工作空间以及考虑了关节几何约束的并联机器人的工作空间等问题作了讨论,并得到了并联机器人工作空间的实体模型．     

基于光轴约束的机械臂运动学标定方法

为了提高机械臂的绝对定位精度,本文提出一种基于光轴虚拟约束的运动学参数标定方法。建立基于虚拟直线约束的运动学误差模型;本文在相机光轴的约束下,使用基于图像的视觉控制方法,使机械臂末端标定板的固定特征点依次到达光轴的多个位置;根据运动学模型计算特征点的对齐位置差,并使用迭代最小二乘法求解运动学参数误差。设计了Reinovo六自由度工业机械臂的运动学参数标定实验,对于随机产生的测试点,标定前的平均对齐误差为1. 50 mm,标定后降至0. 72 mm,机械臂末端的定位精度提高了52%,实验结果验证了该方法的有效性。     

3-RPS并联机床的标定建模及振动分析

并联机床在标定时所建立的位置参考系与运动参考系不一致产生系统误差,从而影响机床的结构性能。通过改进标定建模方式,将两个参考系统一,并用数值模拟该并联机床的标定过程,对比结果发现,改进后的模型可以完全消除测量时的系统误差对并联机床标定精度的影响。把标定过的模型导入ADAMS进行振动仿真分析,通过对比可以发现标定过模型的各项振动指标明显优于未标定的模型,从而进一步提高并联机床的结构性能。直接提高机械加工精度及安装精度能够提高并联机床的结构参数的精度,但其代价将是极大地增加加工成本,采用运动学标定并联机床的运动学建模的方法则只需要按普通精度要求进行机械加工,这种标定建模方式具有很高的实用价值。     

土压力盒标定方法研究

采用刚性加载和柔性加载的方式,分别对粗粒土进行了土压力盒砂标试验,即砂标方法 1和砂标方法 2,并设计了一种新型标定方法砂标方法 3来与之对比。结果发现除了砂标方法 1标定曲线离散率太高,明显不能运用于实际以外;砂标方法 2和砂标方法 3标定曲线离散率小,可以满足室内试验精度及实际工程应用要求。然后在室内进行大型压缩试验,研究砂标方法2、砂标方法 3以及厂家提供的水标方法和笔者改善后的修正水标法在土中的适用性,经研究发现砂标方法 2和修正水压标定法对土压力的计算较适用。     

矢量网络分析仪的维护

矢量网络分析仪不仅能测量网络的幅频特性而且还能测量相频特性和群时延特性。校准过程考虑了所有的主要系统误差来源,并能进行很精确的测量,其优异的性能和丰富的功能非常适合网络参数的测量需求,因此广泛应用于研发和生产。本文结合了多年的实践经验积累,介绍了如何保持矢量网络分析仪常处于可靠运行状态,以及对出现问题的分析和最佳解决途径。     

基于Matlab与Opencv的相机定标研究

相机定标是计算机三维重建不可或缺的步骤,相机定标的精度和可靠性直接影响计算机视觉系统的三维定位精度.Opencv和matlab的camera calibration toolbox都是目前成熟实用的相机定标工具,两者的定标原理相同;但是在实际应用中,定标环境对两者的定标精度影响是不同的.在相机定标理论的基础上,分别采用这两种方法进行相机定标,给出定标的详细步骤和定标结果.通过实验,得出两种定标方法较好的定标环境.     

CO2探测仪星上辐射定标设计方法的研究

为了使CO2探测仪性能变化得到校正,对CO2探测仪的星上辐射定标方法进行了研究。首先,利用稳定辐射源太阳与漫反射板相结合实现CO2探测仪探测器绝对辐射定标,其次,以定标灯、漫反射板与定标探测器相结合的方法对漫反射板反射率进行监视,实现CO2探测仪的相对辐射定标。最后,采用双定标灯、双定标探测器相互比对的方法对定标灯、定标探测器的性能变化进行校正,进而实现CO2探测仪的高精度星上辐射定标。实验结果表明:星上定标灯稳定性优于1%,星上定标探测器线性度优于0.01%。方案可以实现CO2探测仪绝对辐射定标5%,相对辐射定标3%的精度要求。     

一种快速高分辨率的VCO频率校准技术

为了在不影响校准分辨率的情况下减小压控振荡器的频率校准时间,提出了一种拥有混合校准过程的频率校准技术．该校准技术先利用相对频率比较方法来检测和减小当前频率子带与目标频率的偏移量,当频率子带靠近目标频率时,再使用频率误差检测方法获得高精度的校准分辨率．凭借着快速相对频率比较过程和高精度频率误差检测过程,压控振荡器获得2MHz校准分辨率所需的时间仅为2.77μs．与传统频率误差检测技术相比,在相同校准分辨率的情况下,该技术的校准时间减少了31%．此外,该校准技术适用于多位宽开关电容阵列的分数频率综合器．     

摄像机标定方法的比较分析

简要介绍了摄像机的标定原理。分析和比较了传统摄像机标定方法、基于主动视觉的标定方法和自标定方法的优缺点及其应用场合,以期为摄像机标定方法的进一步研究提供参考。     

双目标定系统精度提高的方法

针对双目标定系统精度提高的问题,介绍了摄像机标定方法、原理及双目标定系统的标定流程．通过用张正友平面模板两步法实验分析总结出影响双目标定系统精度的因素,并提出了提高精度的方法．在各种影响因素达到最小时的实验表明重投影误差不超过0．2像素,可以满足双目标定系统的实用性．     

基于空间透视相关点的摄像机标定方法

摄影测量中,相机标定具有很重要的作用,它是图像识别、3D感知及目标姿态计算的基础.传统的标定算法具有算法简单、线形计算、适应性强的特点,然而由于相机标定模块的复杂性和不确定性,传统标定算法不能很好地体现其优越性.本文根据应用实践,采用空间透视标定模块,将传统的标定算法所需要的标定点和空间透视点对应,得到了较好的标定结果.该标定模块的结构信息可准确地获得标定点的世界坐标值,有效地防止了实际测量中先期标定点的确定所引入的误差.     

一种改进的摄像机线性标定优化方法

现有的摄像机标定方法没有将高精度和简便性很好的衔接在一起。提出一种新的标定优化方法。首先选择主点位置在图像中心,纵横比为1作为初始条件;接着利用改进的摄像机线性标定方法,得到在同一摄像机坐标系下不同图像上所有标定点的摄像机坐标;最后利用摄像机坐标系下的这些三维点来优化内、外参数。实验结果表明：本文提出的标定方法得到的焦距误差在0.1mm以内,主点位置的最大误差在2pixel左右,测试点的最大误差控制在0.5pixel以内。本文提出的标定方法是一种简单、高精度的标定方法。     

雷达卫星标校的工程实现研究

为确保雷达系统的测量精度,给出了一种用于标校雷达动态跟踪过程中系统误差的工程实现方法--卫星标校法。该方法通过观测卫星轨迹,将量测值与真实星历值比对,通过最优化解法标定雷达的系统误差。考虑雷达结构特点导致的误差和大气折射误差修正后的残余误差,建立了卫星标校的系统误差模型。最后,采用实测数据验证了该误差模型的可行性与可靠性。该方法在标校过程中不受人为、天气等因素影响,可以适应雷达的动态技术状态。