基于视觉测量的Tripod机器人运动标定方法研究*

杨继东， 陶金池， 覃 畅

(重庆大学 机械工程学院，重庆 400044)

0 引 言

精度问题作为并联机器人重要的性能指标之一，在生产应用中往往通过运动学标定来提高精度[1,2]。标定的主要过程包括建立误差模型、误差测量、参数辨识和误差补偿。并联机构的标定方法一般分为自标定法和外部标定法。自标定法[3]是通过内部传感器或者施压外约束获得测量信息，可以实现在线标定，但无法提供坐标系间的未知刚体信息；外部标定法通过外部传感器测量末端位姿误差，通过辨识模型得到补偿参数。

因为测量信息直接决定辨识模型的输入，因此测量方法是标定过程中极其重要的一环。通常用于精度标定的测量系统有激光跟踪仪、经纬仪、球杆仪等，视觉测量因其经济便捷的特点也作为新兴的测量系统用于标定。

文献[4]通过建立零点误差映射模型，采用激光跟踪仪对混联机器人进行快速标定；文献[5～7]采用的方法是将标定板固定在机器人末端动平台上，通过运动空间外固定的摄像机拍摄动平台的标定板从而得到动平台相对于摄像机的位姿，但该方法摄像机视野固定，易受其他运动结构遮挡干扰，不适用于所有机器人；文献[8]提出一种基于摄像机拍摄立体靶标序列图像信息，建立空间刚体位姿与其二维图像映射关系模型辨识末端位姿；文献[9]通过安装在机器人末端的摄像机随机器人转轴转动拍摄标靶，利用得到的摄像机光心坐标拟合圆得到机器人轴线方程。……