活用例
ロボット関節の変位と幾何学的パラメータ校正のためのモーションキャプチャシステム
同済大学航空宇宙機械学院
モーションキャプチャ、ロボットアーム、ロボット姿勢計測
ロボット、ロボットアーム

ロボットは産業界や日常生活において重要な役割を担っており、実行される作業はますます複雑化しているため、ロボットが動作を実行する際には十分な精度が要求されます。 ロボットの性能を評価する上で、絶対精度は重要な指標となります。

ロボットの絶対精度を上げるためには、高精度な校正が必要です。 レベル1はアクチュエータと関節センサーのキャリブレーション、つまり関節変位センサーが生成する信号と実際の関節変位との関係、レベル2はレベル1に加えてロボット形状のキャリブレーション、つまり構成リンクの運動変数の誤差とリンクの構造パラメータの誤差による位置誤差に対応、レベル3は非形状キャリブレーション、つまり関節の柔軟性や摩擦、クリアランス、リンクの柔軟性による誤差に対応するものである。 とリンクの柔軟性。

キャリブレーションでは、関節の変位計測や機械の姿勢計測など、パラメータの同定や補正を行う前の計測が重要な役割を担っています。 測定方法には接触式と非接触式があるが、接触式はチームのロボット姿勢に最も制約がある。非接触式では、三次元測定機は小型ロボットしか測定できないし、レーザートラッカーは環境の影響を受けやすく、操作が複雑で測定に時間がかかるという問題がある。

同済大学航空宇宙機械学部の研究者は、多点動的キャプチャビジョン測定法を提案しました。 ロボットの周囲にNOKOVモーションキャプチャカメラ一式を配置し、ロボットの各リンクに複数の反射型マーカポイントを取り付け、マーカポイントを追跡することでロボット運動中のグローバル座標の変化に関するデータを取得します。

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NOKOVモーションキャプチャシステムが取得したデータ結合ロドリガーは変換により関節変位の求解を実現し、ロボット運動学モデルと座標系変換関係を結合して集合パラメータ誤差小量の標定を実現する。この方法に基づいて、直列ロボットの関節変位と幾何学パラメータを同時に標定する単一の実験を行うことができる。

NOKOVモーションキャプチャシステムの位置決め精度はサブミリレベルに達することができ、高精度の多点測定需要を満たすことができる。

参考文献:[1] Li JY, Yang JN, Zhang XIAOYU, Song HW. 多点ダイナミックキャプチャに基づくロボット関節変位と幾何学パラメータのキャリブレーション[J]. Quarterly Journal of Mechanics,2022,43(01):34-45.DOI:10.15959/j.cnki.0254-0053.2022.01.004.

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