通用机器人视觉检测系统的全局校准技术

通用机器人视觉检测系统的全局校准技术

　　　　　　　　OpticsandPrecisionEngineering　　　　　　　

2009年12月　　　　Dec.2009

文章编号　10042924X(2009)1223028206

第17卷　第12期

　光学精密工程

Vol.17　No.12

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,关系,实现任意姿态时的全局校准。实际测量结果表明,,测量装置重复测量标准差和系统重复测量标准差分别为0.07mm和0.13,求,系统进行坐标测量时的误差分别为±0.2mm和0.8关　键　词:通用机器人;视觉检测;;中图分类号:TP242.6　　Globalofvisualinspectionsystembasedonuniversalrobots

WANGYi,LIUChang2jie,RENYong2jie,YESheng2hua

(StateKeyLaboratoryofPrecisionMeasuringTechnologyandInstruments,

TianjinUniversity,Tianjin300072,China)

Abstract:Anon2lineandflexiblevisualinspectionsystembasedonuniversalrobotswasintroducedforthecarbody2in2white(BIW)andtwopracticalglobalcalibrationmethodsbyusingalasertrackerandameasuringarmweredescribedincomplexityfieldenvironments.Themethodbasedonameasuringposturerealizedthecoordinatetransformationbetweenthesensorcoordinatesandthesystemreferencecoordinatebycombiningthesensorcoordinateswiththetargetcoordinatesthroughthemechanicalconstraint.Andthemethodbasedontherobotkinematicsrealizedtheglobalcalibrationatarbitraryposturesbyestablishingarobotcoordinateframeinfieldsandbyobtaininghand2eyecalibrationrela2tionthroughthecoordiatetransformation.Experimentalresultsshowthatthestandarddeviationsofrepeatabilityforthemeasurementequipmentandthesystemare0.07mmand0.13mmrespectively,whichindicatesthatboththemethodscanmeettherequirementofmonitoringthemanufacturedimen2sionchangesofBIW.Futhermore,thecoordinatemeasuringerrorsofthesystemare±0.2mmand±0.8mmfromthetwomethods,respectively.

Keywords:universalrobot;visualinspection;globalcalibration;lasertracker;measuringarm;kine2

maticsmodel

　　收稿日期:2008212204;修订日期:2009203212.

　　基金项目:国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2008AA042407);国家自然科学基金资助项目(No.

50805105)