快速转换激光跟踪仪与机器人坐标系的方法

针对激光跟踪仪与机器人基坐标系的转换参数求解问题,提出一种基于距离约束与公共点转换相结合的坐标系转换方法。首先,采用基于距离约束的方法对机器人工具中心点进行标定,计算出工具中心点在机器人基坐标系中的位置;其次,控制机器人在其作业空间内不同位置进行示教,分别记录工具中心点在机器人基坐标系和激光跟踪仪坐标系内的位置;最后,采用基于象限分布的公共点选取方法,选择空间几何分布合理的公共点,求取最优的转换参数。实验表明,该方法稳定性好,操作简单,可提高坐标系转换的效率。     

空间直线拟合的一种方法

首先介绍数据拟合的最小二乘法,提出空间直线拟合的最小二乘法。理论分析和数值实验表明,新方法对解决空间直线的数据拟合问题很有效。     

焊接机器人工具坐标系标定的研究与实现

采用六点标定法对工具坐标系进行标定.首先标定工具参数的位置向量,其次标定工具坐标系的姿态矩阵,其中工具中心点位置标定采用线性最小二乘法的矩阵形式进行求解,工具坐标系姿态采用向量和矩阵的基本运算进行求解.针对RB_1400六自由度焊接机器人,基于开放式软件平台CODESYS开发了工具坐标系标定算法模块和焊枪位姿变换模块,最后以此为基础移动机器人对准基准点,测试分别绕x、y、z轴旋转检查TCP点的位置是否符合要求.结果表明:该方法确实可行,并且可以适用于其他类型机器人的工具坐标系标定.     

最小二乘法拟合直线公式的初等推导

为了帮助学生快速准确地掌握最小二乘法拟合直线的实验数据处理方法,用初等数学方法推导最小二乘法拟合直线公式.     

一种光滑曲线的圆弧拟合新方法

提出了一种完全用圆弧来拟合光滑曲线的方法．采用最小二乘特征圆法和特征点双圆弧法对曲线进行二次拟合，拟合出的曲线光滑、保凸性好、圆弧段数少，可直接用于ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＮＣ．系统的曲线拟合和数控加工．     

基于最小二乘拟合的不同探针测量线宽的比较

AFM探针的形貌和尺寸对纳米尺度线宽的测量有较大影响．首先建立了一个基于最小二乘的应用于AFM测量技术的线宽计量模型，并使用三种不同探针在NanoScopeⅢa型AFM上对设计线宽尺寸为1000nm的样本进行了测量．应用该模型和算法对线宽进行计算，揭示出探针尺寸对线宽测量结果的影响以及该模型对探针尺寸的依赖性．     

机器人基坐标系精确标定的对偶四元数法

针对离线编程系统中机器人在世界坐标系下的位姿描述问题,提出一种利用对偶四元数精确标定机器人基坐标系的方法.首先在利用指数积公式建立机器人正运动学模型的基础上,推导了基于单位对偶四元数表示法的机器人基坐标系标定模型,该模型将世界坐标系与机器人基坐标系之间坐标转换的旋转与平移过程进行统一描述;其次,以对偶四元数的几何性质为约束条件,建立最小方差目标方程,引入拉格朗日乘子法求解最优的位姿变换矩阵;最后,对6自由度串联机器人进行了标定实验.实验结果表明,该标定方法可以有效解决工业应用环境中机器人的基坐标系标定问题,同时也为机器人手眼标定、多机器人协作基坐标系标定问题提供了参考依据.     

基于最小二乘的曲面拟合算法研究

提出了一种基于最小二乘的曲面拟合算法,详细介绍了最小二乘法的原理和方法及其应用。采用该算法进行曲面拟合,使拟合的曲面具有精度高,光滑性好的优点。通过弗格森双三次曲面为研究模型来建立最佳的拟合参数。实验结果表明此算法具有良好的拟合效果,模拟曲面真实。目前利用最小二乘来处理拟合问题已经得到了广泛的应用。     

轨道坐标系到星固坐标系的四元数转换方法

绘制星体表面资源分布图,需要将深空探测器直接获取的遥感影像从轨道坐标系转换到星固坐标系.为解决通过矢量的几何关系进行转换的两步转换法和一步转换法精度受探测器轨道数据精度影响较大的问题,提出基于四元数的三维坐标转换解析法,利用航天任务模拟工具(STK)软件仿真月面反射器和月球探测器的数据完成坐标转换,比较了两步转换法、一...     

基于最小二乘配置法的高程拟合及精度评定方法

常规确定区域似大地水准面 ＧＰＳ水准法最常用的曲面拟合法通常只考虑测量误差,导致拟合结果不准确,并且简单地利用内、外符合精度去评定一个模型的拟合精度不是很可靠,只能在一定程度上说明模型拟合效果。针对此问题,利用同时顾及测量误差和模型误差的最小二乘配置法进行高程拟合,将其拟合得到的精度值作为参考,并提出利用高程异常残差三维图和内、外符合精度同时进行精度分析,然后与二次多项式和 ＢＰ神经网络拟合结果进行对比分析。研究结果表明：对于大面积高程异常值变化较大的地区,最小二乘配置法能够取得较高的拟合精度;利用残差值三维图进行精度评定是一种有效可靠的方法。     

基于直线特性和投影原理的三维直线生成算法

为了提高三维图形系统中直线生成的效率，提出了一种基于直线特性和投影原理的三维直线生成算法．该方法运用直线投影原理，判断出水平方向、垂直方向、±45°方向以及±135°方向等特殊位置的直线．利用三维直线的对称性和方向性，根据特殊位置直线在投影平面上的方向，计算出离直线最近的下一个像素的坐标值，直至生成整条直线．绘制过程中仅判断一次直线方向，避免了Bresenham算法中计算和判断决策参数的运算操作．对于三维空间其余一般位置直线，算法利用三维直线在两个平面上的投影，在Bresenham算法的基础上，分别求出决策参数，计算出直线上各点的坐标值，从而生成直线．实验表明，该算法速度快，效果好．     

普朗克常数测定实验的微机拟合

设计了普朗克常数测定实验的计算机数据拟合程序。采取了简单、明了的人机对话形式,使之操作容易,并将成为物理实验与微机配合的完整化系统的基础。     

求离散点的最小AIC拟合多项式曲线

本文利用ＡＩＣ准则导出离散点的拟合多项式曲线。     

三维激光测距系统设计与标定方法研究

针对传统三维激光测距系统标定结果精度低的缺陷,设计一套由云台和激光测距装置组成的三维激光测距系统。提出了采用平面特征的标定方法。在初始标定值下,对一个已知平面三维扫描后的若干帧,每帧的若干点作为试验点,用Matlab做非线性优化,来找到一个合适的标定值,使得试验点拟合后得到的平面到真实平面的距离平方和最小。该标定方法简单,经过试验证明,此方法能精确地实现激光的标定。     

基于MATLAB的试验数据拟合

利用最小二乘法分别介绍了线性、多项式及非线性3种试验数据的拟合方法.并通过实例,给出了各方法的求解步骤和上机操作过程.     

正交多项式拟合在初值问题数值解中的应用

给出了离散化正交多项式递推公式在等距节点情况下的简化形式。利用这一公式建立了常微分方程初值问题的正交多项式拟合算法。许多已有的著名公式均可由此法导出。     

基于Kinect的仿人机器人抓取目标定位

目标定位是仿人机器人实现抓取操作的前提。针对机器人单目视觉容易丢失深度信息,双目视觉难以对缺乏纹理特征的物体获得有效深度信息的问题,提供一种基于Kinect的仿人机器人抓取目标定位系统。首先建立Kinect和机器人坐标系,构建布尔沙坐标转换模型;然后利用线性总体最小二乘(LTLS)算法求解该模型;最后依据Kinect获取的抓取点坐标信息,通过坐标转换将其转换到机器人坐标系:从而实现机器人对目标物体的定位。在仿人机器人NAO平台上对该系统进行实验验证,其结果表明:利用该方法,机器人在一定空间范围内能够可靠的定位目标物体,并且较其单目视觉定位更准确;根据所提供的目标定位系统,NAO机器人实现了对不同物体的抓取操作。     

基于直线特性和投影原理的三维直线生成算法

为了提高三维图形系统中直线生成的效率，提出了一种基于直线特性和投影原理的三维直线生成算法.该方法运用直线投影原理，判断出水平方向、垂直方向、±45°方向以及±135°方向等特殊位置的直线.利用三维直线的对称性和方向性，根据特殊位置直线在投影平面上的方向，计算出离直线最近的下一个像素的坐标值，直至生成整条直线.绘制过程中仅判断一次直线方向，避免了Bresenham算法中计算和判断决策参数的运算操作.对于三维空间其余一般位置直线，算法利用三维直线在2个平面上的投影，在Bresenham算法的基础上，分别求出决策参数，计算出直线上各点的坐标值，从而生成直线.实验表明，该算法速度快，效果好.     

基于激光扫描的工业机器人焊接焊缝跟踪方法

由于工业机器人焊枪和焊接焊缝之间的位置偏差会导致焊接焊缝跟踪结果存在一定的误差 , 因此提出了一种基于激光扫描的工业机器人焊接焊缝跟踪方法 装 首先 ,采用激光扫描传感器采集工 业机器人焊接焊缝图像 ,并对图像进行滤波、增强、黑白化预处理；其次 ,检测图像边缘后 ,采取激光 扫描方法确定焊接焊缝边缘图像中激光条纹骨架的大概位置 ,经最小二乘法直线拟合出准确的激光 条纹中心线 ,提取焊接焊缝特征点；再次 ,结合工业机器人手眼标定矩阵 ,将激光扫描传感器坐标系 中的焊接焊缝特征点坐标转化为工业机器人坐标 ,从而形成焊接焊缝轨迹；最后 ,采取3 次非均匀有 理 B样条方法得到工业机器人焊枪和焊接焊缝之间的位置偏差 ,修正机器人焊枪位置 ,从而实现工 业机器人焊接焊缝的精准跟踪 装 实验结果表明 ,该方法不仅能够准确检测出焊接焊缝边缘 ,而且能 够跟踪不同宽度、不同形状的焊接焊缝工件