室内空间测量定位系统是一种基于旋转激光扫描的分布式测量定位系统,激光信号从发射站产生经由物理空间传播并被接收器接收最终形成时间信号的各个阶段中,均易受到干扰并引入测量误差。引入时间信号误差分析方法及对应滤波技术,其以激光信号计时原理为基础,对信号测量过程中可能出现的误差因素进行分析,并基于时间序列统计理论对时间序列信号进行预处理、时域特征分析以及频域特征分析,发现时间序列中存在共模噪声并采取主成分分析法对其消除。实验结果表明:经过主成分分析滤波后,不同时间序列噪声幅度至少减小10%。

针对大空间自动导引车(AGV)的高精度路径规划控制应用,提出一种基于工作空间测量定位系统(wMPS)和模糊控制算法相结合的应用模式。事先规划好AGV路径,采用wMPS对AGV实时位姿进行精确测量,通过模糊控制算法输出实时调整AGV的前进速度和旋转角速度。算法仿真与实验结果表明,AGV的定位精度优于2.5 mm,能够保证AGV的动态导航和定位精度。

工业机器人在工业现场进行连续高速作业过程中, 电机发热和关节摩擦生热将导致机械臂本体温度升高, 引起机器人末端定位漂移, 严重影响机器人的重复定位精度和作业精度。针对制造现场的工业机器人, 提出了一种基于双目立体视觉的温度误差在线补偿方法, 并基于微分运动学和双目视觉原理构建了温度误差补偿模型。在机器人末端安装基准球, 同时在基座附近固定视觉测量传感器, 机器人完成作业循环之后, 以不同的姿态带动基准球至传感器视场内进行补偿测量。此外, 通过分析各关节参数随时间变化的规律, 筛选出符合温度漂移规律的显著性参数进行补偿, 有效降低了补偿测量次数和耗时。实验结果显示, 补偿后机器人的重复定位精度可维持在±0.1 mm的水平, 能够显著改善制造现场工业机器人的作业精度, 且整个补偿测量过程耗时10 s左右。

随着机器视觉技术的迅速发展,计算机视觉技术的快速、精确、智能等特性在现代工业的各个领域已逐渐被广泛应用,尤其是在汽车制造业。机器视觉在工业领域的三大主要应用是视觉测量、视觉引导和视觉检测。视觉测量技术通过测量产品关键尺寸、表面质量、装配效果等,可以确保出厂产品合格;视觉引导技术通过引导机器完成自动化搬运、最佳匹配装配、精确制孔等,可以显著提升制造效率和车身装配质量;视觉检测技术可以监控车身制造工艺的稳定性,同时也可以用于保证产品的完整性和可追溯性,有利于降低制造成本。可以预见,随着相机、镜头、计算机等核心硬件性能的提升,以及图像处理、深度学习等软件技术的发展,视觉技术未来在各个领域的作用将更加凸显,发展空间也更加广阔。

在室内组合定位系统中, 不同子系统之间相互姿态关系的确定是通过对准过程实现的。使用惯性器件进行组合定位, 通常航姿参考系统AHRS是以地理坐标系(E-N-U)作为导航坐标系。然而, 在室内导航任务中, 导航坐标系一般根据用户需求建立在厂内标志点或工装坐标系等自定义位置。针对这一问题, 提出一种将地理坐标系与自定义坐标系相互转换的新方法, 通过激光跟踪仪建立的外部基准, 提出了基于方向余弦矩阵的标定算法, 实现了地理坐标系与外部参考坐标系之间的相互转换。实验结果表明: AHRS任意位姿下的转换姿态角度均方根误差小于0.25°。