DH參數(shù)校準(zhǔn)模塊

(Denavit-HartenbergModeling&Calibration)

(上接）

c)    基坐標(biāo)系和工具坐標(biāo)系的處理叼旋；

基坐標(biāo)系是機(jī)器人DH模型的起始坐標(biāo)系，根據(jù)廠(chǎng)家的不同定義，有的可能存在明確的幾何特征占窥，例如底座安裝基面和定位銷(xiāo)，也有可能是根據(jù)J1坐標(biāo)系向下移動(dòng)一個(gè)理論高度差段辈，虛擬定義唆海。對(duì)于這兩種情況，在DH模型算法中應(yīng)該采用不同的處理憾宅。對(duì)于前者赞季，需要在測(cè)量系統(tǒng)中通過(guò)測(cè)量基坐標(biāo)系的幾何特征，確定從測(cè)量坐標(biāo)系到基坐標(biāo)系的矩陣變換，然后對(duì)DH模型中的相關(guān)變量進(jìn)行求解計(jì)算申钩，此時(shí)J1關(guān)節(jié)的θ和D都必須作為變量求解次绘，因?yàn)镴1關(guān)節(jié)和基坐標(biāo)系間必定存在一定誤差，需要進(jìn)行補(bǔ)償撒遣。對(duì)于后者邮偎，可以不需要預(yù)先測(cè)量基坐標(biāo)系，而是將基坐標(biāo)系的歐拉參數(shù)作為未知變量進(jìn)行求解义黎，此時(shí)J1坐標(biāo)系和基坐標(biāo)系間保持理論定義的變換關(guān)系禾进，也就是說(shuō)J1的所有4個(gè)參數(shù)都應(yīng)該直接用理論值代入，并在求解過(guò)程中保持不變廉涕。需要注意的是泻云，如果要保證機(jī)器人互換性指標(biāo)，必須采用前一種處理方式狐蜕，將基坐標(biāo)系確定在明確的幾何特征（機(jī)械接口）之上宠纯。

工具坐標(biāo)系的處理和基坐標(biāo)系類(lèi)似，如果在末端法蘭上存在工具安裝標(biāo)記（如定位銷(xiāo)和安裝面）馏鹤，并希望在將來(lái)可以用這些標(biāo)記定位不同工具涮饱，則需要預(yù)先標(biāo)定出測(cè)量靶標(biāo)相對(duì)于工具坐標(biāo)系的偏移值，在計(jì)算中使用該測(cè)量值作為工具中心位置牵蠢，與此相對(duì)應(yīng)常择，J6關(guān)節(jié)的DH參數(shù)應(yīng)該作為變量參與求解，（主要是確定J6的θ和D）仓疯；反之笆赤，如果不關(guān)心末端法蘭的機(jī)械接口標(biāo)記，則無(wú)需將J6的θ零位設(shè)為變量求解魂欺，固定其為理論值即可粮唯，此時(shí)靶標(biāo)點(diǎn)的工具中心偏移值可作為未知變量求解，無(wú)需預(yù)先測(cè)量確定虏绑。

d)   優(yōu)化計(jì)算結(jié)果

下圖為典型的6軸串行機(jī)器人的進(jìn)行DH參數(shù)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化結(jié)果浇找，對(duì)于機(jī)械加工和裝配精確的機(jī)器人，主要誤差來(lái)源于關(guān)節(jié)角零位誤差就壳。

經(jīng)過(guò)優(yōu)化計(jì)算后搭为，全部50個(gè)校準(zhǔn)位姿的誤差，最大僅為0.43mm涤伐，平均誤差和均方差分別為0.21mm和0.23mm馒胆，計(jì)算變量選取了18個(gè)參數(shù)（基坐標(biāo)系歐拉變換6個(gè)變量，工具中心偏移3個(gè)變量凝果，J2-J5零位4個(gè)變量祝迂，其他連桿參數(shù)5個(gè)變量）睦尽，通過(guò)優(yōu)化計(jì)算預(yù)期誤差減小為17.5%。

e)  補(bǔ)償效果仿真評(píng)估

API RMS系統(tǒng)提供了兩種驗(yàn)證方式型雳，一種是將補(bǔ)償參數(shù)應(yīng)用到機(jī)器人控制器当凡，系統(tǒng)補(bǔ)償更新后進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)代入修正模型進(jìn)行驗(yàn)算（Post Compensation）四啰，另一種是在無(wú)法對(duì)機(jī)器人控制器應(yīng)用補(bǔ)償參數(shù)更新的情況下宁玫，對(duì)除校準(zhǔn)位姿以外的測(cè)量多個(gè)驗(yàn)證位姿（不同于原先校準(zhǔn)位姿），對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證計(jì)算柑晒，二者的差別主要在于應(yīng)用θ零位修正值欧瘪。這樣做能極大的方便用戶(hù)，保證DH參數(shù)更新的可靠性匙赞》鹨矗客戶(hù)也可以不修改控制器模型，而據(jù)此對(duì)機(jī)器人程序進(jìn)行離線(xiàn)補(bǔ)償季距。

API RMS的功能強(qiáng)大虚蹋，界面友好，充分利用了API激光跟蹤儀和周邊硬件產(chǎn)品的強(qiáng)大功能蒿蛆，更為難得的是抄娜，綜合考慮了用戶(hù)實(shí)際需求，具有很好的適用性毙纫，不但可以用于機(jī)器人生產(chǎn)廠(chǎng)家的流水線(xiàn)檢測(cè)和標(biāo)定砂彻，而且也適合第三方公司用于開(kāi)展性能檢測(cè)和標(biāo)定服務(wù)。API技術(shù)團(tuán)隊(duì)的強(qiáng)大技術(shù)實(shí)力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度港排，將助力國(guó)產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)趕超世界先進(jìn)水平搪狗。

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