基于惯性测量单元辅助的激光里程计求解方法

在同步定位与建图(SLAM)问题中,里程计部分的求解精度对后续建图起着至关重要的作用,惯性测量单元(IMU)可以为SLAM中里程计求解提供良好辅助。在考虑平面移动机器人运动特点及室内环境特征的基础上提出一种基于IMU松耦合的激光里程计求解方法,实现里程计部分的精准定位。第1阶段,机器人运动过程中实时处理点云信息,将地面点分割并提取有效关键点;第2阶段,将IMU信息引入卡尔曼滤波器,为帧间匹配提供位姿先验;第3阶段,滤波器输出位姿估计值后,利用非线性优化方法进行点云帧间匹配,实现里程计运动的求解。实验表明,所提方法在激光点云处理、运动求解,具有良好的稳定性和准确性,可将偏移量误差控制在0.4%以内,为后续建图提供有力数据保障。     

激光扫平仪设计原理,误差分析及检测校正方法

随着半导体激光二极管的商品化产品，体积小、重量轻、使用方便的激光扫平仪得到很大发展。本文针对国内正在不断开发的激光扫平仪，就设计原理、产品应用和校验校正，尤其对扫平仪的误差进行了分析研究，为扫平仪的检验和校正方法提供理论根据。     

语义信息增强的 3D 激光 SLAM 技术进展

由于激光雷达可直接获得测距信息且相较于视觉传感器对光照等环境变化更具鲁棒性等优点,激光同步定位与建图(SLAM)技术近年来得到广泛发展。传统激光SLAM已取得很多研究成果,但其仅利用几何特征,对场景的理解有限,难以应对复杂任务,除此之外,当前SLAM应用场景已由传统静态场景向复杂动态场景过渡,传统方法由于动态元素干扰大多难以获得较好的性能。因此,语义信息增强的三维(3D)激光SLAM技术愈发受到研究学者们的关注,通过赋予点云语义标签与纯几何特征进行融合,一方面借助语义信息滤除潜在运动对象以解决静态环境假设问题,另一方面以语义信息辅助激光里程计获得高精度的定位与建图。综述了语义信息增强的3D激光SLAM技术研究进展,提出了该技术通用框架,分模块对该领域的突出研究成果及应用进行重点介绍,最后对该领域发展方向进行了总结与展望。     

激光直写中误差校正迭代方法的改进(英文)

为了进一步校正激光直写中的邻近效应,对误差校正迭代方法进行了完善。用虚拟的高分辨力声光调制器对直写图案进行校正,然后将曝光量数据转换圆整为低分辨力声光调制器对应的曝光量数据,消除了低分辨力声光调制器校正直写图案时出现的退化现象;调制各误差区域重心最邻近光点的曝光量,以整体图案误差最小为判断标准进行串行寻优,解决了当被调制光点附近的图案正、负误差个数相等时无法进一步校正的问题。以无心方框图为例进行的仿真实验表明,使用低分辨力声光调制器时,改进的误差校正迭代方法能用于校正邻近效应,校正后图案误差相对原始误差减小了91.78%;使用高分辨力声光调制器时,图案误差相对原始误差减小了92.32%,继续应用本文方法校正后,图案误差相对原始误差可又减小1%。     

六轴工业机器人的误差补偿方法

提出一种基于误差模型的机器人运动学结构参数和角度参数补偿方法。利用D-H算法建立了机器人运动学方程,推导相对于末端坐标系的机器人运动学误差模型,提出将结构参数映射综合到关节角度参数的运动学参数补偿方法,为了解决补偿过程中各关节角度误差问题,设计了一套基于关节角度校正的机器人运动学参数补偿实验方法,实验结果验证了所提出方法的有效性。     

一种电阻式触摸屏机械安装误差的校正方法

触摸屏是一种广泛应用于工业控制领域的人机交互与控制设备,电阻式触摸屏的误差校正是触摸屏精度的重要保证[1].本文研究了利用“三点法”对电阻式触摸屏的LCD屏和触摸传感模块的坐标误差进行校正,计算得到了坐标校正系数,方法消除了由于机械安装误差导致的触摸动作响应错误.     

一种基于工件偏转的激光线扫描误差补偿方法

在激光线扫描测量过程中,外界环境或设备本身等因素会造成测量结果产生粗大误差.因此,为了弥补激光线扫描对目标测量精度的不足,提出了一种基于工件偏转角的激光线扫描误差补偿方法.首先,针对测量系统内的点云预提取问题,提出了目标数据优化获取的技术方案;然后,在光场能量分布的基础上获取对应的位移偏差,进而建立基于工件偏转的误差补...     

利用激光干涉仪修正仪器定位误差的方法

介绍了一种利用激光干涉仪修正测控仪器运动轴定位误差的方法,着重从误差数据采集、误差数据处理和误差修正软件的编写3个方面,阐述了误差修正方法的具体设计和实施过程。     

基于迁移学习的铣削机器人定位误差补偿方法

空间网格补偿法是提高机器人定位误差的有效方法之一,然而由于所需采样位姿多导致误差测量环节非常耗时,为提高机器人定位误差补偿效率,提出了一种机理分析与数据驱动的铣削机器人定位误差补偿方法,基于迁移学习来预测机器人工作空间内不同区域的定位误差。首先建立机器人刚柔耦合误差模型,研究立方体与柱体工作空间内不同区域的误差分布特性;之后,考虑误差区域相似性将机器人工作空间分为源域空间与目标域空间,在源域空间基于分级采样策略将完备的机器人采样位姿及误差测量数据作为源域数据,对于目标域空间只需要将少量的采样位姿及误差数据作为目标域数据,源域数据与目标域数据均用于训练高斯过程回归模型,通过基于加权拟合误差的子空间对齐和自适应权重迭代方法提升迁移学习模型预测精度,根据指定机器人位姿参数预测并补偿机器人定位误差;最后,使用KR160铣削机器人系统进行了误差补偿试验以验证该方法的可行性和有效性,试验结果表明,经过补偿后机器人定位误差1.499 mm降低到0.182 mm,所需机器人采样位姿数目减少了70%,使用铣削机器人加工法兰孔,其轮廓误差和位置误差达到0.269 mm和0.331 mm,该方法可以提高补偿...     

基于激光跟踪仪的机器人误差测量系统标定

为了测量出工业机器人的定位误差,根据工业机器人定位误差测量系统的特点,采用基于距离约束的方法实现了了机器人Tool0坐标系与测量靶标坐标系之间的位置矩阵(工具坐标系)的自动化标定过程,同时分步实现了机器人基坐标系与测量设备基坐标系之间的位姿矩阵(基坐标系)自动化标定过程;建立了基于激光跟踪仪的工业机器人定位误差测量系统,并根据测量数据具体标定出了涉及到的各个坐标系,验证了算法的有效性,为工业机器人定位误差的测量打下了基础。     

激光三角法位移测量多项式拟合及误差修正

基于非接触高测量精度、便于使用等特点,激光三角法测距在科研和工业生产实践中已获得了广泛的应用.位移测量是通过激光斑在成像光敏面上的位移来决定的,在不同的应用中两者之间多项式拟合的参数选择也往往不同,选择合适的多项式,实现快速、高精度测量对不同的应用有很重要的意义.本文针对激光三角法位移测量被测面位移量y与成像光斑在光敏...     

非标准环境温度下机床热误差测量结果修正方法研究

针对环境温度变化对同一台数控机床热误差测量结果造成的影响,提出一种采用被测量工件和测量工具的热膨胀差对热误差测量结果进行修正的方法,并运用该方法对滚珠丝杠热误差测量结果进行修正,实验修正结果证明了该方法的实用性。     

转台定位误差谐波函数计算方法研究

为了保障转台定位误差谐波补偿准确性,针对一种谐波误差函数计算方法开展研究.首先分析了转台定位误差谐波补偿方法,阐述了基于坐标旋转数字计算方法(CORDIC)的谐波误差函数计算原理可行性;针对算法原理误差进行分析,分别建立了与迭代次数n、数据位宽b的量化模型,明确了算法在谐波补偿值计算过程的总量化误差;根据计算精度要求对...     

一种激光三角测厚中非线性的校正方法

针对单镜头激光三角法测同一物体厚度时图像探测器上两光斑间距与被测物位置之间的非线性关系,提出了一种非线性校正方法,并用实验验证了校正效果。分析了单镜头激光三角法测厚原理,总结了引起非线性的因素,对校正方法的函数模型进行了理论推导,并对校正前后测量数据进行了详细分析。研究结果表明,使用该非线性校正方法后,图像探测器上成像光斑间距值随被测物位置变化的波动程度明显减小,测量厚度的均方差值也变小,系统的测量精度得到提高。     

Frequency characteristics of non-contact ultrasonic motor with motion error correction

The purpose of this research is to achieve real time motion error correction of the rotor in a non-contact ultrasonic motor (non-contact USM). The rotor is installed in a cylindrical stator with a small gap and designed so that it has a resonant frequency of 22.2 kHz, the 8th flexural mode of vibration. The multi-layered piezoelectric actuators excite the flexural wave traveling in the circumference direction. The ultrasonic vibration produces a sound field that levitates the rotor, and the traveling wave induces a near-boundary streaming to rotate the rotor by viscous force. In this paper, we describe an experimental test of the performance of a non-contact USM. When the flexural vibration amplitude was 0.3 μm, the rotational speed was 4 rpm. The rotational speed and starting torque was proportional to the vibration amplitude. The starting performance to attain rotational speed had a time constant of 2 s for several different amplitudes hence the rotational torque is independent of the rotational speed and the resistance force on the rotor is governed by viscosity. In addition, the non-contact USM has the capability of contact-free micro positioning of the rotor by controlling the deformation of the piezoelectric actuators. The PI controller was constructed to correct the detected motion error of the rotor in the radial direction. As a consequence, a motion error of 0.8 μm for one rotor revolution was reduced to 0.1 μm.     

时栅传感器直驱式误差自动标定与修正系统

针对研制时栅位移传感器过程中的误差标定环节,常规光栅传感器精度不满足要求的问题,采用激光干涉仪作为误差标定基准,自主研制了基于激光干涉仪的直驱式时栅角位移传感器误差自动标定与修正系统。利用时栅角位移传感器的多测头结构与误差曲线等间距周期性分布的特性,以一个对极的误差曲线重构传感器整周的误差曲线,采用多项式拟合算法构建了时栅角位移传感器的误差修正模型。实验结果表明,误差自动标定与修正系统可以快速、准确地对时栅角位移传感器进行自动误差标定与修正,修正后的时栅角位移传感器的整周误差达到±0.43″。     

基于单目视觉的仓储物流搬运AGV累积误差检测方法研究

双轮差速驱动搬运AGV在实际运动过程中,由于传感器读数误差和机械传动误差会产生运动累积误差,针对该问题,文中提出一种基于单目视觉的误差检测方法。首先采用基于栅格分割、聚类的方法提取二值图像中的定位块并使用平均值算法计算定位块的中心点;然后根据定位块中心点的相对位置关系建立误差检测计算模型;最后通过实验对本方法进行验证,位置和航向角检测结果误差分别小于1 mm和1°,证明所述方法具有较高的检测精度。该方法对硬件要求低,具有较高的实用价值。     

激光扫描表面特征的点云数据处理方法

为了提高激光测量系统对工件表面特征的测量精度,减少数据处理中由于特征点云拟合选择对测量精度的影响,针对比较常见的两种表面特征提出了正确的拟合方式。从工件表面的实测数据出发,经过多次实验,结合表面测量特征的拟合原理,分析不同点云处理方法之间的差异,并给出了最适合该特征的拟合方式及其原因。实验表明,不同的点云拟合方式对特征测量的影响比较大,选择正确的拟合方式才能保证测量的准确性。     

An on-machine error calibration method for a laser micromachining tool

In this paper, an on-machine error calibration method, covering error modeling and measurement, is proposed to evaluate and compensate the errors caused by the mechanical and optical system equipped in the micromachining center using the femtosecond laser. Through preliminary tests by dicing silicon wafer, it has revealed that the squareness, laser beam misalign and focal position offset, are the main causes to result in the inaccuracy of micromachining. Consequently, an error modeling method is proposed to evaluate the error distribution in the workspace, and hereafter a comprehensive error vector of the laser beam, combining the squareness errors of Z-axis with the laser beam misalign, is generated by the variable substitution method. Subsequently, an increment error model in the instant local coordinates is established to satisfy the requirement of the programming method commonly used in the laser machine tools. Furthermore, a series of holes and grooves are machined on the femtosecond laser micromachining center to validate the proposed approach and model. The machining dimensions including diameters, distances and angles, are measured on-machine to identify the squareness errors, laser beam misalign and focal position offset according to the proposed error model. Finally, the experimental results show that, comparing to the uncompensated tests, the machining accuracy has been significantly improved with the proposed method.     

相差式测量仪表零点误差在线自动校正技术

本文提出一种能够在线自动校正相差式测量仪表测量电路系统部分的零点误差的技术方法。文中介绍了这种技术方法的工作原理及硬件设计,讨论了软件数据处理方法。