基于法向特征提取的曲面自适应检测算法研究

贾秀梅

(中北大学 信息与通信工程学院 电工电子国家级实验教学示范中心，太原 030051)

引 言

在智能化装配、智能化检测领域，采用机械臂完成对测试样件扫描并保证探头始终与样件平面垂直是确保测试精度的重要方法[1]。而由于样件实际表面与样件数模之间存在差异，故为了获取准确的法向角度，设计具有自适应路径规划的扫描控制算法十分重要。

早在20世纪80年代初，国外在机械化控制领域就出现了对在线校正的研究[2-5]。CONNOLLY等人[6]开展了基于机器人自动化平台的研究，针对安装过程中出现的偏差校正。PAN等人[7]提出了一种离线校正算法，对具有高自由度的装配过程具有很好的调整效果，为机械臂焊接提供在线位姿的调整。GUO等人[8]曾对大深度结构件的焊接工艺进行优化，采用CAD模型配合测试数据的方式实现了全自动离线调校。MOROZOV等人[9]采用KUKAKR-5型机械臂在飞机机翼蒙皮检测中，应用自反馈校正算法，使调校精度优于5mm。FU等人[10]针对多机配合机械操作进行优化，运用正逆运动学和轨迹规划算法，实现了在线调校平台的搭建。REN等人[11]采用激光跟踪设备配合最小二乘法对机器人在线标定，完成运动学模型的修正，使定位精度得到了显著提升。

综上所述，在机械臂自动校正控制方面虽然已经有了很多的研究[12-14]，但是大部分研究都是具体针对某一个特定领域中具体一项机械操作而言的，即机械臂运动路径具有显著特点。随着测试要求的不断提高，在很多新的应用中要求测试位姿能够持续保持垂直于待测样件的表面，这样就需要系统具有针对待测工件表面面形误差分析及自适应校正的能力。……