中文名 | 機(jī)器人位姿跟蹤測量系統(tǒng) | 產(chǎn)????地 | 中國 |
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學(xué)科領(lǐng)域 | 信息科學(xué)與系統(tǒng)科學(xué) | 啟用日期 | 2017年6月22日 |
所屬類別 | 計(jì)算機(jī)及其配套設(shè)備 > 數(shù)據(jù)采集及工作站 > 數(shù)據(jù)采集及工作站 |
機(jī)器人位姿跟蹤測量系統(tǒng)。
AT960-MR。
合適的傳感器+合理的機(jī)械設(shè)計(jì)+再加上你的想象=你想要得到的機(jī)器人~~~~不過滿世界淘寶(即采購硬件)是你必過的一關(guān),而且很痛苦~~~~
種類很多按照用途主要可以分為:工業(yè)機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、家用機(jī)器人、醫(yī)用機(jī)器人、服務(wù)型機(jī)器人、空間機(jī)器人、 水下機(jī)器人、機(jī)器人、 排險(xiǎn)救災(zāi)機(jī)器人、 教育教學(xué)機(jī)器人、娛樂機(jī)器人等按照功能可以分為:操作機(jī)器...
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工業(yè)機(jī)器人的大量使用,迫切需要對其性能指標(biāo)進(jìn)行測試,本文是對機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)一位姿準(zhǔn)確度、重復(fù)性的測試系統(tǒng)進(jìn)行研制,結(jié)合具體的應(yīng)用實(shí)例,通過分析傳感器與機(jī)器人空間運(yùn)動(dòng)關(guān)系,提出用探頭法測量工業(yè)機(jī)器人的位姿準(zhǔn)確度、重復(fù)定位誤差。針對測試設(shè)備軟硬件設(shè)計(jì)過程中遇到的實(shí)際問題提出具體的解決方法。實(shí)際應(yīng)用證明,該測試系統(tǒng)完全滿足設(shè)計(jì)要求,并具有穩(wěn)定性好、操作簡單、運(yùn)行可靠等特點(diǎn),可以作為機(jī)器人位姿準(zhǔn)確度、重復(fù)性的通用測試系統(tǒng)。
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評分: 4.3
介紹了南京長江二橋施工期測量機(jī)器人幾何監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成及測控點(diǎn)的布置方案,結(jié)合工程施工期以及后續(xù)的長期監(jiān)測和運(yùn)營狀況,對測控精度進(jìn)行分析并提出了具體要求,提出了測量機(jī)器人在橋梁施工中的測制方案,對大橋的施工具有實(shí)際指導(dǎo)意義和應(yīng)用價(jià)值。
光學(xué)跟蹤測量系統(tǒng)是武器靶場試驗(yàn)和航天發(fā)射中使用的一種跟蹤測量系統(tǒng)。它利用光學(xué)測量和成象原理,測量、記錄目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡、姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)中發(fā)生的 事件,以及目標(biāo)的紅外輻射和視覺(可見光)特征。光學(xué)跟蹤測量設(shè)備通常由攝影機(jī)、跟蹤或監(jiān)視設(shè)備和數(shù)據(jù)處 理設(shè)備組成。多臺設(shè)備通過適當(dāng)組合,構(gòu)成光學(xué)跟蹤測量系統(tǒng)。光學(xué)跟蹤測量系統(tǒng)主要分為三類。
用來獲取被測目標(biāo)在空間隨時(shí)間變化的位置、速度和加速度等數(shù)據(jù),是對航天器、武器系統(tǒng)進(jìn)行鑒定的改進(jìn)設(shè)計(jì),以及編制武器射表的重要依據(jù),所用設(shè)備主要有電影經(jīng)緯儀、彈照相機(jī)和固定攝影機(jī)。
主要有跟蹤望遠(yuǎn)鏡和高速攝影機(jī),用來獲取目標(biāo)的飛行姿態(tài)和事件數(shù)據(jù),如目標(biāo)的滾動(dòng),俯仰和偏航, 以及發(fā)射時(shí)間、遭遇時(shí)間和脫靶量。
用于對目標(biāo)紅外信號特征和可見光信號特征進(jìn)行測 量。60年代以來激光、紅外、電視等光電新技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展,為靶場跟蹤測量提供了新手段,出現(xiàn)激光 雷達(dá)、電視跟蹤測量設(shè)備和激光-電影經(jīng)緯儀復(fù)合設(shè)備等新一代光學(xué)跟蹤測量設(shè)備。這些設(shè)備保持了傳統(tǒng)光學(xué) 跟蹤測量設(shè)備測量精度高、目標(biāo)影象直觀和設(shè)備機(jī)動(dòng)性好等優(yōu)點(diǎn),克服了傳統(tǒng)光測設(shè)備需多臺同時(shí)工作、數(shù)據(jù) 處理周期長的缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了單站實(shí)時(shí)測量。例如激光雷達(dá)根據(jù)激光束的方位角、俯仰角和激光測距,可確定目 標(biāo)的空間位置,由距離隨時(shí)間變化求得速度,由速度變化求得加速度,測量精度高。電視自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)利用目標(biāo) 與背景或周圍物體的比較跟蹤數(shù)據(jù)。光學(xué)跟蹤測量系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是進(jìn)一步提高激光雷達(dá)的作用距離,應(yīng)用圖 象識別和處理技術(shù)提高光學(xué)跟蹤測量設(shè)備的捕獲跟蹤能力、測量精度,利用計(jì)算機(jī)技術(shù)提高光學(xué)跟蹤測量系統(tǒng) 自動(dòng)化程度,更好發(fā)揮系統(tǒng)的綜合效能。
激光跟蹤測量系統(tǒng)( Laser Tracker System )是由單臺激光跟蹤儀構(gòu)成的球坐標(biāo)系瀕量系統(tǒng),是一種大范圍、大尺寸設(shè)備的、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤的高精度新型測量儀器。它集成了激光干涉測距、光電探測術(shù)、精密機(jī)械、計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代控制技術(shù)以及數(shù)值計(jì)算理論等,能對空間運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤并實(shí)時(shí)測量目標(biāo)的三維坐標(biāo)。激光跟蹤儀是一種精密的三維坐標(biāo)測量儀器,它具有精度高、速度快、便于移動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。
激光跟蹤儀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、測距和跟蹤方式與全站儀不同,測程僅到35m,重達(dá)30 多公斤,只適合作室內(nèi)工業(yè)測量。激光跟蹤測量系統(tǒng)在大型工件測量、定位、校準(zhǔn)、安裝及在線加工等方面,都是最有效、性價(jià)比最高的測量設(shè)備。
激光跟蹤儀測量系統(tǒng)的軟件有數(shù)據(jù)管理/處理模塊及控制/測量模塊,商業(yè)化軟件有Leica 公司的Axyz CDM/LTM??刂?測量模塊可作靜態(tài)的單點(diǎn)平均測量、球面擬合測量,還可對動(dòng)態(tài)目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)跟蹤測量,進(jìn)行連續(xù)采樣、格網(wǎng)采樣和表面測量等,還具有搬站功能。 2100433B
測量并記錄飛行器軌道參數(shù)的光學(xué)設(shè)備組合,有時(shí)簡稱光測系統(tǒng)。導(dǎo)彈試驗(yàn)靶場和航天器發(fā)射場都設(shè)有光學(xué)跟蹤測量系統(tǒng)。第二次世界大戰(zhàn)期間,德國為了試驗(yàn)V-2導(dǎo)彈,在佩內(nèi)明德導(dǎo)彈基地首先使用了以電影經(jīng)緯儀為主要設(shè)備的光學(xué)跟蹤測量系統(tǒng)。光學(xué)跟蹤測量系統(tǒng)在導(dǎo)彈和航天器的試驗(yàn)中已成為有多種功能和高精度的跟蹤測量手段。
光學(xué)測量系統(tǒng)的功用是:①測量火箭、導(dǎo)彈主動(dòng)段和再入段的彈道參數(shù),為安全控制提供位置信息;②拍攝和記錄火箭、導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)實(shí)況,為導(dǎo)彈起飛離架、級間分離、故障分析和再入物理特性研究提供資料;③對其他光學(xué)和無線電測量設(shè)備進(jìn)行鑒定和校準(zhǔn)。光學(xué)測量系統(tǒng)測量精度高,直觀性強(qiáng),測角精度可達(dá)2~5角秒,定位精度可達(dá)1~2米,作用距離一般為100~400公里。缺點(diǎn)是作用距離短,受天氣影響,陰雨天難以獲取數(shù)據(jù),有云時(shí)容易丟失目標(biāo)。
測量設(shè)備光學(xué)跟蹤測量系統(tǒng)依功能分為彈道測量設(shè)備、姿態(tài)和事件記錄設(shè)備、光譜和輻射測量設(shè)備 3種類型。彈道測量設(shè)備主要有電影經(jīng)緯儀、彈道照相機(jī)、激光測距設(shè)備和激光雷達(dá)、條帶式畫幅攝影機(jī)。其中電影經(jīng)緯儀使用最為普遍,多用于測量軌道參數(shù)。彈道照相機(jī)用于靶場測量設(shè)備的鑒定。姿態(tài)和事件記錄設(shè)備包括跟蹤望遠(yuǎn)鏡和各類高速攝影機(jī),用于觀測火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的噴焰等。光譜和輻射測量設(shè)備有望遠(yuǎn)鏡攝譜儀、光譜輻射計(jì)和紅外測量設(shè)備等。
測量原理在笛卡兒直角坐標(biāo)系中,運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的瞬時(shí)質(zhì)心位置可用3個(gè)線量(X、Y、Z)來確定,連續(xù)取得3個(gè)線量就可以求出它的運(yùn)行軌道。光學(xué)測量系統(tǒng)通常用交會測量法和綜合定向測距法測量。
① 交會測量法:光學(xué)測量系統(tǒng)在靶場測量中采用前方交會測量法。在一條精密測量基線的兩端各布置一個(gè)光學(xué)測量站,同時(shí)測量飛行器的方位角α和俯仰角γ,得到兩條方向線,再根據(jù)已知兩測量站間的距離L,即可由球面三角函數(shù)關(guān)系求出飛行器質(zhì)心位置的坐標(biāo)。電影經(jīng)緯儀和彈道照相機(jī)就是用這種方法進(jìn)行測量的。圖中O1、O2為兩個(gè)測量站,M、M′分別為飛行器的空間瞬時(shí)位置及其投影,α1、α2、γ1、γ2分別為兩測量站測得的方位角、俯仰角,O1O2為基線長度L。夾角O1MO2稱為交會角。交會角為90°時(shí),測量誤差最小。一般要求交會角大于30°,小于150°。為了提高測量系統(tǒng)的可靠性和測量參數(shù)的精確度常采用多站交會測量法。 ② 綜合定向測量法:加裝激光測距器的電影經(jīng)緯儀和激光雷達(dá)使用這種測量方法。為了提高可靠性和測量參數(shù)的精確度,往往采用多站測量。
工作過程在光學(xué)跟蹤測量中須由多種設(shè)備組成一個(gè)完整的跟蹤測量系統(tǒng)。例如,由幾臺電影經(jīng)緯儀組成的光學(xué)測量系統(tǒng),不僅各臺電影經(jīng)緯儀之間要有密切的配合,還要與引導(dǎo)設(shè)備、時(shí)間統(tǒng)一設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、計(jì)算中心和通信指揮設(shè)備連接并協(xié)同工作。在試驗(yàn)時(shí),由引導(dǎo)設(shè)備把目標(biāo)引入電影經(jīng)緯儀視場,電影經(jīng)緯儀自動(dòng)或人工驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)跟蹤目標(biāo)。在跟蹤過程中,時(shí)間統(tǒng)一設(shè)備控制各站對目標(biāo)進(jìn)行同步攝影,攝影頻率一般為10~40幀/秒,每張照片都記錄目標(biāo)的方位角、俯仰角和目標(biāo)形象,經(jīng)事后判讀和修正處理即可求出目標(biāo)的彈道參數(shù)。在跟蹤拍照的同時(shí),電影經(jīng)緯儀輸出實(shí)測參數(shù)至計(jì)算中心,用于安全控制顯示和引導(dǎo)其他測量設(shè)備。