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图示中的机械手是如何定位的?

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发表于 2007-10-31 05:59:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
各位网友好!
. p# N, f$ ]- E4 J' Q$ M. m
, T' V) f/ S! u# g: \鬼狼网友前两天上传了一本非常好的书--------机电一体化基础,
" }6 ^' W1 `6 q" C, b! H在翻看的时候,对其中的一个有关机械手应用中的定位问题产生了疑问。
. e6 V4 W+ Z0 H5 A" [9 T7 ]6 A2 |/ R/ A- i2 D" B
在我的印象中,对于多自由度机械手的定位应该是由绝对编码器来完成的,
1 `9 U( }8 D( \但,图中的机械手在两处定位点处,分别安装了三个摄像头,……0 F& n1 E3 \, _& v9 Y- O# \
" q  L( C3 J; z* I' X9 L
由此,我得出这样一个结论:这台机械手采用的是“影像空间三点定位”的原理,/ s' ~: F* ^8 c( B
来完成定位任务的。
+ t' R& E5 t; N0 H6 t: l) i" ~) K/ s3 W
哪位熟悉机械手的网友帮证实一下。5 j$ u; Q9 ?5 K0 W* E. }- Q

8 w; e& k  K5 T" u  O3 o: |" ^: P附件中的图,在那本书总目录的第六页下方。
$ F- c3 _" j! m& q/ X; e( r" k% L$ g
谢谢!
# N( q9 [+ {# j5 L/ J" v' l在此也一并谢谢鬼狼友!( V8 s, n, a5 h: K. B/ L/ X+ ]
  v  \0 ?6 j  F8 ~" U( n' K
syw   071031---05.58
5 B, v9 d/ S* n$ W2 ]1 f
% n8 R3 _8 z0 y* o
5 c# O+ K$ w2 A0 `//*****************************************************************# W" |- I  G* N0 t! z- t" Y

; W5 i: R/ ^7 n' N( n机电一体化基础
& V5 N1 Y9 ^+ E$ n; L8 Z) Shttp://bbs.cmiw.cn/viewthread.php?tid=57155&highlight=* M- C) {% P! v. Z

4 F2 e* B1 z# d. \1 `- l9 I.....

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发表于 2007-10-31 09:05:38 | 显示全部楼层
我们有一个实验室就是用的这种方法定位的  做的是空间机器人
) }  I" r" F2 N0 J& O, {# K9 l  t1 g. c4 e
原理什么的我不大清楚 只听过这个
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发表于 2007-10-31 11:45:54 | 显示全部楼层
图中的机械手在两处定位点处,分别安装了三个摄像头- D& q/ l/ k3 L4 H4 P' m

; C) }0 f" J9 T开门造车大哥~~~
4 b# M+ r) l  d# p4 Q/ e' y
; z5 C/ E  @6 V0 X# u. x! l: `* |我觉得那并不是摄像头吧?应该是光传感器吧~~~~
, D* b& g! m# N/ f2 Z
5 |, v/ }* c6 l2 H% V; P8 D; F对于机械手精确控制我并不是很熟悉,以上仅是我个人想法~~~~: I3 l4 r' o$ m, C: k

$ I$ L2 y; h& `& r6 r8 L7 k0 E: q9 nPS8 x. e2 R& Y9 `/ W! t; i+ y7 d$ K
光传感器及磁性传感器在测定物体的出现、离开和运动等领域应用广泛。
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发表于 2007-10-31 12:10:32 | 显示全部楼层
ABU Robocon 2004机器人设计及参赛方案! j0 _1 l8 }9 e
http://www.robotdiy.com/article.php?op=Print&sid=132
9 m7 w/ ?$ \' Q9 ~" `
( L% @3 L3 T& P: k4 j上面是机器人的,看看是否有启发呢~~~~~
$ c5 _& Q: ~- j- G* n希望有专家指点了:)
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 楼主| 发表于 2007-10-31 19:34:23 | 显示全部楼层
两位网友好!
( w& {; c4 H' z7 z& P# e
+ c1 a5 z3 u. ?! {' i/ J我的理解是这样:
8 w/ b0 B  y- W# G, ?" J; _机械手在A、B两处有两个标准的定位点,安装在两处的六个摄像头,0 Z! B. n/ x, F6 }' \; \6 C4 x
各自存有一份标准定位时的“标准状态图像”。
7 V: ~! i4 O6 ~( x* }- G; C" [
  F& r1 K* k6 z3 \* s3 N% L当机械手进行工作时,六个摄像头将“时实图像”与“标准状态图像”进行比对,
9 w% y/ d6 @/ s. x2 ?3 Y% e: w% n对比对结果经PID处理,对控制机械手各自由度的伺服电机,发出速度数据,从而达到' x6 l3 `  `9 \* T! }7 {
对机械手的运行轨迹和定位数值进行控制的目的。
: n$ {% Y" p" S5 @3 a& ?- B, U, N+ u% E$ ?* G, c, T6 @* ^8 G0 Q
如果采用精确定位用的光传感器及磁性传感器,可能无法对其进行PID运算。7 ?3 p5 ]7 b: L9 W) g* j
% o. _8 F& Z9 L- A5 P" j/ I2 @
对否?
! o1 b' x  x* q/ ?) n) Q* S! o: Q; U6 q; f' C3 D5 W
syw  071031---19.34
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发表于 2007-11-1 15:00:25 | 显示全部楼层
关注ING~~~~~~~~~~~~~~~
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 楼主| 发表于 2007-11-2 09:27:02 | 显示全部楼层
两位网友好!+ ]: N9 }. L( ?3 y3 ?

. e+ t7 F$ i# n5 x4 J今天,鬼狼友刚刚上传了一篇有关机械手的资料,具体见下面的链接。
0 z2 o8 `4 M+ ]" W在文中的第631页介绍了“示教盒”控制方式,也就是我在主楼处提到的
4 I: u( F$ i# J# y绝对编码器检测定位方式。这种“示教盒”控制方式是日本人在上个世
! D! X* i3 y9 F; B  S, w* i8 |; F5 t. M纪70年代发明的。) }/ r5 z8 H) s2 N$ G
4 P9 U4 Q' Y% h, N* V; I4 C, C
在文中的第710页介绍了“三维视觉系统的自主控制模式”。从情况看,
2 Z$ m: P3 |* p6 p+ P. n1 u这也是一种示教方式。是事先由操作人员通过操作手柄一步一步的控制
9 X' i- Z. [& N+ \2 F0 ?7 J机械手完成一套动作,同时,将操作的每一步记录在计算机中,……! K, {' q6 a' b: ?9 d: a
7 T2 T, |' n& i$ l& w: q3 K  g9 A
然后,计算机会重复这套示教动作。
4 r8 @! V! Y) D* \" n2 w
: _4 F7 x! ~+ E$ X& [这样来看,那六个摄像头就不是象我在5楼处说的那样,是为了定位用,而6 G; L' w9 M3 Q) w
是为了示教用。
) J  B$ n8 ?5 |" \5 B: N2 q9 Y- r5 z3 R9 b, |3 n
当然,也不排除在最初和最后两处,含有定位比对作用的可能。. a) G9 ~& G/ a2 i9 T# w/ ?- A0 k+ ?

: c1 y# I2 F1 |8 `syw  071102---09.26
4 m  J% d6 M; m: s+ I7 M
  m6 z9 L6 m- f6 S+ M//***************************************************$ I6 r* y0 Y0 E. Q( s# Y! K
* I: M/ _" H0 o( r/ V3 E- A
焊接结构设计、制造与焊接生产自动化新技术实用手册" p( M3 e: q  m, f4 s
http://bbs.cmiw.cn/viewthread.php?tid=57727&highlight=
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发表于 2007-11-2 17:54:03 | 显示全部楼层
在机器人网站认识了一位网友,他是从事“做视频及嵌入式设计的”。9 Z- {& U+ ]: R, w9 A
他的MSN:zsulucky@hotmail.com0 I6 T. j) I. ]9 R! t  M0 @
PS1 B6 C9 |) @5 L  }- n- {9 [; V1 @
他30,男5 v$ c0 M1 P5 I( p- r5 F
( e* ?- a: D6 L" z3 C
和野鬼兄台对我们的论题交流了一下,经他同意拿出来和大家分享一下~~~~6 e5 b! P$ A5 V7 i& a' q
; _7 o& c* R; v9 O6 E
(前略)
  ?5 b$ Q5 X6 {5 J: Uqing 说:& u) t5 a4 w: k2 y7 u# v- n! H$ m
关于机械手的% k* t* s5 [- y& N/ }
中山野鬼,又瘫了 说:3 e" G; h% D! l' j- K/ ]3 ^) V( R/ `
你说。交流而已。请教谈不上。
& Z3 {- K5 L8 h" I, }) k3 d3 D中山野鬼,又瘫了 说:& u8 m, n0 l- b
哦。什么问题。这块我不是很熟悉,但可以交流一下。
; r3 |2 j- z7 n, z, x/ R9 G* dqing 说:
7 I: O( O9 ]2 N; {2 @机械手的定位0 k+ L  y" V( {2 f
中山野鬼,又瘫了 说:- S0 h5 N$ y1 v* [( C
呵呵。多轴定位。7 v; e: m1 W3 W6 i. j- U+ c
中山野鬼,又瘫了 说:# ~+ A8 A* {3 ~  Z# o) W
你的目标是精度,还是什么。
  p. T2 a9 S# K' E4 M8 T, O6 Vqing 说:4 ]# W+ B- _  S: c& f) }  I, u: M3 O
机械手的定位有用到影响系列的吗?
  o2 Y/ Y3 p5 K9 Z3 G4 }中山野鬼,又瘫了 说:6 k  _) S: f, }
影响系列是什么。7 M! O: Q8 e; M1 y
qing 说:' ]7 y: M# Z& ]# }6 g3 A
稍等~~
* @4 Z' Y4 L8 o3 O  R; F3 |* \2 E0 _qing 说:
% H; n5 P9 U( V; E7 Mhttp://bbs.cmiw.cn/viewthread.php?tid=57487&extra=page%3D1
' @: m/ S7 E, }5 bqing 说:, M+ e. O/ L) i5 p
我参与了上面一个论坛的讨论
& s, P1 a% ^' d$ N; eqing 说:3 }- |2 S: E! Q: Y2 T' r7 E/ L
三维视觉系统的自主控制模式" ?4 b4 K5 _" _( |! c
中山野鬼,又瘫了 说:2 o( h8 E4 I% }
哈哈。这个题目大了点哦。
  }9 k6 b; m. @. A中山野鬼,又瘫了 说:
* l; I3 w4 Y0 g7 m5 ~) M现在有什么问题。
% p9 i. Y% z# e0 [qing 说:
: ~8 L( L0 v  _8 o呵呵,是啊
7 @/ I( N4 M4 C8 d8 j; Aqing 说:
* n8 V" D2 }) L问题在于我们几个讨论的人都没有过机械手开发的经验/ A/ t2 [* u& e- `/ }
中山野鬼,又瘫了 说:
( w- D4 L2 P5 A" d我问过了。你们的目标是什么。% O2 ]! f6 F0 R5 q2 _5 K: P
中山野鬼,又瘫了 说:
' a1 m% @+ f! a: |. ]重点是精度上。
: v% g  `1 A: Q7 ?. v' C; X& y中山野鬼,又瘫了 说:
! g; R5 ]3 I* [2 f; h# r& {0 ]+ ?还是多轴连动上。. W: n  n' w2 A1 H1 u
qing 说:
2 q4 m' N4 O) L4 h! ~; \( s4 L对于机械手的精确控制倒底是利用何种方式的产生了分歧% l0 f( B0 Y! D; R5 r4 _: ?5 q* U
中山野鬼,又瘫了 说:; r, F! {5 \2 Y# w; f& X$ r. q
还是视觉识别上。8 ^0 j5 J' K8 `$ q: z
中山野鬼,又瘫了 说:0 Z& B+ d- n' w3 s- s7 g. U
从图象分析的角度,视觉识别的精度,不会高到旋转编码器回馈的精度。
9 ]* E$ x8 C/ L) y& U- V7 J9 vqing 说:6 E7 D8 a/ c1 {
稍等,我到论坛上弄张图你看看你明白了9 A2 e( x7 F4 W- i/ k
中山野鬼,又瘫了 说:
: K! U# Y/ S' x, A9 }4 w1 g关键你们想做什么。/ f" o! c5 H. c+ m( n8 k2 W2 i
中山野鬼,又瘫了 说:
9 L8 a+ T6 F) K8 S4 y也就是说想在什么方面提高系统性能。还是就是搞一个系统出来。* }0 M4 [% J( O) r
中山野鬼,又瘫了 说:3 a5 M4 C. |( J" l" c
先把你们要搞什么想清楚。5 ]" e$ v# W- v% ^: [- \; ^- l2 ?
中山野鬼,又瘫了 说:
! A2 D; F3 e1 I* t, }4 v0 A0 c这样在后面的设计中,你们才能根据目标任务,权衡各种设计策略。3 ?& o9 {" h1 h) _, t! B
qing 说:
! U$ t) s1 A1 S, p我们是从一张图的系列上想分析出一些东西来% J( L/ V! @: \3 t1 X- C
中山野鬼,又瘫了 说:
! @! h' s, h0 R分析什么呢?4 J& M6 G% q. ]% s, D* I
中山野鬼,又瘫了 说:
7 R, @8 b- z* B5 X( \图发给我看一下。( |- l; v. k3 \) S. L7 Z2 D
qing 说:- e' ^  c( R3 @
野鬼兄是不是可以去我刚给你发的网址上去看看啊 2 Y6 z& J+ J! X. G
qing 说:
% n2 H/ @) g1 g我这MSN还真不会发图~~~9 P3 f0 A0 m) p% I4 p7 |
中山野鬼,又瘫了 说:0 C) Q9 z: P7 l( [  O
我看过。我不是会员。看不到。
+ I, c( W9 v& v( l7 v1 G5 u) q4 V中山野鬼,又瘫了 说:
9 [1 x: u) P' S$ ~( L1 I在的对话框上面。左起第二个按纽,是发文件的。
; d7 y9 b+ {- d/ J( K  C: |中山野鬼,又瘫了 说:, E& c, `# h/ |
你把JPG的文件给我。" i; j% b" q, U  v; h* P$ s8 Q
qing 说:3 p2 ?- b% G' g, Q; g& |
好,稍等,我找找6 @+ ]( F  A& j+ F/ C2 o
qing 说:8 ?5 U2 o" ]( t/ R  v% b* [6 E: @2 Y
我的  Windows Live Messenger 能截图,去 www.msnshell.com 下一个,你的  Windows Live Messenger也能截图了
7 ~% h. [7 d1 b5 yqing 发送:) D* w4 X) _' b6 o; H. \0 y- X

5 w' }, S0 p1 G% o9 C$ p1 |( E, J
qing 说:' A4 E2 J! E8 v5 I
OK了+ }0 e6 B0 {5 }4 Q5 }' _
qing 说:3 Z0 N9 H4 t, r; h1 A* j
能看到吗?- ~! }6 E( X: [. ]6 X
  9 j; r" J8 i4 o' ^& ^& T
  传输“Shell00.jpg”完成。
/ ^4 P7 `/ W( I. g1 h  6 R3 z$ \4 M! u; L, N8 t: O% Q
qing 说:
  K0 h, p* ?  K8 \  C% C精确定位用的光传感器及磁性传感器
$ r3 m! @4 F& O. O7 I: R" G( L2 n' Hqing 说:9 s$ F) Q3 ]0 ^# ]) |3 A& h) Z
我个人觉得手臂之间定位应该靠光感才对啊. ?( Q" O& C8 O: g
中山野鬼,又瘫了 说:  B) w) F8 c, E# [7 l
你想知道什么。
7 g4 d2 W7 [5 V. Qqing 说:
; `; |/ u  h- b# K7 ]9 P. [我想知道机械手臂的定位,有靠“三维视觉系统的自主控制模式”来实现的吗?
5 V$ V* ~% N, b" M( @0 P中山野鬼,又瘫了 说:
. A+ k; w  r/ c没有。9 ?: Z; U: R1 k* o, g% V8 y% J
qing 说:
5 j/ m5 ]( J4 `; I! z$ ^  W- P还是靠光感呢~~~
% d9 V3 Q- q, Zqing 说:
: B5 B, G, I+ u- Q不知道野鬼兄对此熟不熟啊?
6 ~4 z4 F8 @1 d2 {1 k- q. e中山野鬼,又瘫了 说:
4 |7 r# q; K* @2 X! u可以看出,射像头的数据用来是对操作手控制的产品进行粗定位的。
6 L7 O" H& n; C; X1 _8 y中山野鬼,又瘫了 说:/ M9 @5 X% k! Z, ^5 V& q
也就是说防止东西放在不该放的地方。" X$ W0 \9 Q! g7 c: r# U
qing 说:4 `* m6 \; i4 S( d. z  S% L$ }
但我觉得光感也可以做到这一点啊~~~
* {  ^; e: D, x1 h中山野鬼,又瘫了 说:% a/ A" u  {+ a& W: M+ S7 |
这个类似那设想头检测可乐瓶装水的位置一样。( F1 R4 G. z7 J3 e
中山野鬼,又瘫了 说:% o* y% Z9 p( T- s
是个不精确的定位方式。: w8 w# J: ^6 C. }9 b# p
中山野鬼,又瘫了 说:
# E$ W: V/ ~) ?( ]+ Q: p好处是,能对非规则物体进行定位。
$ ~( a: y! A% d- [( o. H. N" bqing 说:: j3 z( H% I  X( ~: f$ |
那靠射像头定位的方式能精确到多少呢?
( p6 O/ f' h5 E1 [- r9 s中山野鬼,又瘫了 说:; ?, p* ^6 f/ F/ Q/ y  x! B6 G& m( C
应该在毫米级。7 H! L  R3 N) }" {9 g3 A
中山野鬼,又瘫了 说:- |4 G/ m5 b  l: X: n! W3 p
但这个对控制机械手而言,只是个开环反馈。9 v, R5 j7 e( C; j5 \
qing 说:' k) A' {* G* S) v
光感呢?有用光感定位的机械手吗?2 S  x% l+ r* w0 d, D' N& S
中山野鬼,又瘫了 说:
5 ?7 M  k  L& F实际机械手的运动控制中的闭环反馈是不参与的。& n; V+ U: B1 w9 `* B0 i
中山野鬼,又瘫了 说:' s2 U1 y: u) F( {1 n! m) \) P4 e
有。
7 T5 c# n' m6 X+ _6 Z中山野鬼,又瘫了 说:
+ O4 k/ f: J& q- j如果是规则物体,则用光感。这样更简单。
! d: j; M1 d: B* m中山野鬼,又瘫了 说:8 o8 O  B1 t5 j2 C/ M: u
没有必要用设想头。
% Z% W5 d1 a  G8 ~% j$ Q2 u6 fqing 说:' C  i& j$ G) T
闭环反馈若是不参与的话,那怎么可能在毫米级呢?精度应该得不到保证了吧~~~
- N8 @* s- |. Z; t# oqing 说:2 ^# M. M( \) }
当机械手进行工作时,六个摄像头将“时实图像”与“标准状态图像”进行比对,
' K7 |8 u# l% C' K8 L  H) c2 X对比对结果经PID处理,对控制机械手各自由度的伺服电机,发出速度数据,从而达到
8 c/ \" u9 W, M% x  b8 q对机械手的运行轨迹和定位数值进行控制的目的。8 s! s8 f' x' \4 z

  ]* r, Q& \: N' ?. E- ]qing 说:' b. C5 Z, p3 E, w/ w
上面这段话是我们一位网友的观点  l4 D2 P8 f! p7 F
中山野鬼,又瘫了 说:% I( }! k9 n4 k: Y* ?6 Z
当机械手进行工作时,六个摄像头将“时实图像”与“标准状态图像”进行比对,; B, p' Z& g) u2 l2 Q- ?& Q0 N
对比对结果经PID处理,这个是对的。' i+ `; p' y$ p# |( |2 a2 C+ L1 K6 y
qing 说:
( G/ l2 O4 j9 T; b, q9 i. c" R如果按他的设想,摄像头也是可以有反馈处理的,但到底是否能做到这点呢?
+ w1 z/ ?3 l9 f' ]qing 说:% O1 u( @6 l) M5 h
真可以做到??
& y! D9 P' f5 R6 |中山野鬼,又瘫了 说:! Y. S! }, U! Z
但是,这个数据并不能直接控制机械手。即便是司服电机。
% ?; k4 F: R2 ~$ s1 E中山野鬼,又瘫了 说:: D+ {# {0 Q& g" q. F0 @
只能是宏观控制。
3 }' M0 l; O$ a- f  H) Eqing 说:. _3 j- n3 B' E* R0 {: P9 |- v5 d
那宏观控制是否能达毫米级呢?" m1 [7 G2 E1 g' ?/ U' J5 Q6 y5 _
中山野鬼,又瘫了 说:
' v1 |! k; F4 w2 C7 L不然会出现过偏震当现象。就是一会左了点,一会又右了点,就是不能到中间。2 Q- p5 ]# \- F/ M0 x1 y
qing 说:, H9 w  c5 K4 w: [- M) z
若能达到毫米级,那从理论上有点不能让人相信啊4 m( u3 e, \' `4 {3 _9 {
中山野鬼,又瘫了 说:
) A2 N5 s1 H0 ^8 s- m3 u( x同时整个反馈如果作为直接驱动电机,则反馈周期太长了。
: r: R0 Z- n6 B* u/ [中山野鬼,又瘫了 说:
5 W$ ?; o1 e( @9 c( a% s视觉能做到毫米级的误差。; D8 m  c+ r+ Z; y
中山野鬼,又瘫了 说:
9 d+ V1 @" s+ y0 Y; W6 W. q4 p这和设备性能有关。) k6 r$ V. I! e5 e" M
qing 说:% a( Y$ R2 K. C8 p1 c5 g
哦~~~~原来是这个样子的!
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 楼主| 发表于 2007-11-2 20:18:09 | 显示全部楼层
随风而去友好!2 F/ W5 o/ h' n) A8 v# m3 Q/ M

: B, J4 c. k( u. x& E) E感谢你到专业网站就此专题去给与求证。  w7 [/ r+ u4 H) E+ N3 V
谢谢你!
) G  V) L5 P& M- i- l2 k5 h5 M- @) g, S! @
另,更正一下我在7楼发言的一处页数数字。
& y" H+ h' t: B示教盒绝对编码器------664页  R, w% ~0 i- v: n
三维视觉系统的自主控制模式-----------710页。
3 W$ r3 p, C+ |' ~7 C8 c
, A8 ?% b* e2 usyw   071102---20.18
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发表于 2007-11-3 11:49:32 | 显示全部楼层
大家好!
4 n! m( B: a5 ?% h# B) g; ]1 Q6 @: O. M三维视觉可用Free Track V2.1 软件(网上很多)实现实时检测、控制和记录。
' ]# {( O) s1 c8 U被测物体要安装发光体(一般用发光二极管),用普通摄像头给电脑输入信号。

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