通用机器人视觉检测系统的全局校准技术.PDF

第 卷 第 期 光学 精密工程 １７ １２ 　 Ｖｏｌ．１７ Ｎｏ．１２ 　 　 　　 　　　　 　 Ｏ ｔｉｃｓａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎ 　　　 　　　 　 年 月 　 ｐ ｇ ｇ ２００９ １２ Ｄｅｃ．２００９ 　 　 　 　 文章编号 （ ） １００４９２４Ｘ２００９１２３０２８０６ 　 通用机器人视觉检测系统的全局校准技术 王 一，刘常杰，任永杰，叶声华 　 （天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 ３０００７２） 摘要：介绍了基于通用机器人的车身在线柔性视觉检测系统的工作原理和在复杂现场环境下使用激光跟踪仪和测量臂 进行全局校准的实用方法。基于测量姿态的全局校准方法，利用机械约束将传感器坐标系和靶标坐标系统一起来，实现 测量姿态时传感器坐标系与系统基准坐标系的坐标转换。基于机器人运动学模型的全局校准方法，利用机器人末端关 节位姿可通过正向运动学获知的特点，在现场构建机器人基坐标系，并通过坐标变换获得与机器人运动精度无关的手眼 关系，实现任意姿态时的全局校准。实际测量结果表明，应用两种校准方法后系统的重复性精度都十分理想，测量装置 重复测量标准差和系统重复测量标准差分别为 和 ，能够满足在线监控白车身加工尺寸变化的精度要 ０．０７ｍｍ ０．１３ｍｍ 求，系统进行坐标测量时的误差分别为 和 。 ±０．２ｍｍ ±０．８ｍｍ 关 键 词：通用机器人；视觉检测；全局校准；激光跟踪仪；测量臂；运动学模型 　 　 中图分类号： 文献标识码： ＴＰ２４２．６ Ａ 　　 犌犾狅犫犪犾犮犪犾犻犫狉犪狋犻狅狀狅犳狏犻狊狌犪犾犻狀狊犲犮狋犻狅狀狊狊狋犲犿犫犪狊犲犱狅狀狌狀犻狏犲狉狊犪犾狉狅犫狅狋狊 狆 狔 ， ， ， ＷＡＮＧＹｉＬＩＵＣｈａｎｉｅ ＲＥＮＹｏｎｉｅ ＹＥＳｈｅｎｈｕａ ｇｊ ｇｊ ｇ （ ， 犛狋犪狋犲犓犲 犔犪犫狅狉犪狋狅狉 狅 犘狉犲犮犻狊犻狅狀犕犲犪狊狌狉犻狀 犜犲犮犺狀狅犾狅 犪狀犱犐狀狊狋狉狌犿犲狀狋狊 狔 狔 犳 犵 犵狔 ， ， ） 犜犻犪狀犻狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋 犜犻犪狀犻狀３０００７２ 犆犺犻狀犪 犼 狔 犼 ： 犃犫狊狋狉犪犮狋Ａｎｏｎｌｉｎｅａｎｄｆｌｅｘｉｂｌｅｖｉ