测量测控技术与仪器机器人如何用机器人代替

  又称自动全站仪,是一种集自动目标识别、自动照准、自动测角与测距、自动目标跟踪、自动记录于一体的测量平台。它的技术组成包括坐标系统、操纵器、换能器、计算机和控制器、
控制传感器、决定制作、目标捕获和集成传感器等八大部分。坐标系统为球面坐标系统, 望远镜能绕仪器的纵轴和横轴旋转, 在水平面360&、竖面180&范围内寻找目标;操纵器的作用是控制机器人的转动;换能器可将电能转化为机械能以驱动步进马达运动;计算机和控制器的功能是从设计开始到终止操纵系统、存储观测数据并与其他系统接口, 控制方式多采用连续
或点到点的
;闭路控制传感器将反馈信号传送给操纵器和控制器, 以进行跟踪测量或精密定位;决定制作主要用于发现目标, 如采用模拟人识别图像的方法(称试探分析) 或对目标局部特征分析的方法(称句法分析) 进行影像匹配;目标获取用于精确地照准目标, 常采用开窗法、阀值法、区域分割法、回光信号最强法以及方形螺旋式扫描法等;集成传感器包括采用距离、角度、温度、气压等传感器获取各种观测值。由影像传感器构成的视频成像系统通过影像生成、影像获取和影像处理, 在计算机和控制器的操纵下实现自动跟踪和精确照准目标, 从而获取物体或物体某部分的长度、厚度、宽度、方位、2 维和3 维坐标等信息, 进而得到物体的形态及其随时间的变化。
  有些自动全站仪还为用户提供了一个二次开发平台,利用该平台开发的软件可以直接在全站仪上运行。利用计算机软件实现测量过程、数据记录、数据处理和报表输出的自动化,从而在一定程度上实现了监测自动化和一体化。
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机器人测量关键技术研究
随着现代制造技术的迅猛发展,发展柔性在线测量系统已经成为全球的一个主流趋势。通用测量机器人以工业机器人作为其运动的载体,不仅极大地拓展了三维扫描测量仪的工作空间,还保留了视觉检测技术非接触、快速的特点。目前,大多数的机器人生产商给出的重复定位精度比较高,而绝对定位精度却很低。为了保证测量系统的绝对精度,就必须对测量系统的各个环节进行标定,其中最困难的一个环节就是对机器人本体的标定。本文应用三维激光扫描仪和基于距离误差模型的参数辨识方法识别出了6R测量机器人运动学模型的误差参数,提高了该机器人的绝对定位精度。  本文首先概括总结了目前柔性测量系统的发展,结合三维激光扫描测量仪与工业机器人的特点,提出了基于MOTOAMN-UP6工业机器人的柔性在线测量系统。其次,研究了三维激光扫描仪的工作原理,完成机器人本体和三维扫描测量仪的手眼标定。第三,根据D-H法,建立了测量机器人的各杆件坐标系。根据机器人的各连杆的几何参数和关节变量,建立机器人的运动学模型(D-H模型)。第四,分析了影响机器人末端执行器绝对定位精度的误差来源,提出了修正的运动学模型(MD-H模型),采用基于距离误差模型的参数辨识方法,建立距离误差模型,对原机器人运动学模型的几何参数进行误差补偿。最后,对机器人的运动学仿真。将机器人本体结构进行简化后建模仿真,以便与机器人控制器中位姿数据对比,验证所建立的运动学模型的正确性。
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