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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!$ d% x1 U, o' e, k* J: `
7 g* K  q9 M- R& q
鬼狼网友前两天上传了一本非常好的书--------机电一体化基础,
) u0 o, ^. F1 V& |) t* [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。6 z& m- l6 c  o6 m. H6 ]

$ S# ?6 d' \8 a9 Z) o$ Y0 R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,3 @2 x! @1 f3 o
但,图中的机械手在两处定位点处,分别安装了三个摄像头,……' S+ w; Z0 S9 u6 {! t
  n0 U, k, ]1 i# s! ~( e# m* P; s) P
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,5 ~- A# M! h6 W' h( Y1 y
来完成定位任务的。6 N6 R( Z, R9 [' A, D) o5 j( t
# d7 a, G# r7 Y* W& }: ]
哪位熟悉机械手的网友帮证实一下。
' J3 x. t  q& U; E2 e
; |) ?- D9 e, T附件中的图,在那本书总目录的第六页下方。$ @3 Q! Z9 i7 E* {0 F% t

+ F1 s; h* x* n4 |9 s% T+ x谢谢!" Y8 V+ R  ?- O& X$ p! ?4 S0 E; w
在此也一并谢谢鬼狼友!3 Q8 a8 D4 p& K/ r' `& ?
/ t1 ?! ~% O; f5 a% E
syw   071031---05.58
/ L& \3 k4 a& b& Y' L
5 R% I! U0 \. p8 j. f8 m1 }% `7 M$ A7 C. R4 c7 }9 o  A3 `
//*****************************************************************
3 Q/ F. X9 @" d8 K1 c
# L" M* [9 M* @; K机电一体化基础
/ K3 w  e% h! Z2 ~5 d6 P* H) Uhttp://bbs.cmiw.cn/viewthread.php?tid=57155&highlight=+ i& y( W% s* T/ d5 ]8 n
9 K1 A& [, R1 B4 z
.....

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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
% T+ P$ T" X( [2 q  t) C; Q$ h/ Z* v6 N7 x" S& r6 f
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  A& i4 F; E. o% I2 v4 `  H  v

7 [6 k% C/ t; P开门造车大哥~~~
$ s& L0 R! U! H' b: ^& s" J: B! n4 e. M6 m& C- C% [4 b5 ?! l$ k
我觉得那并不是摄像头吧?应该是光传感器吧~~~~
' O0 G4 x: b" t4 J0 ?: Y$ }, `$ G1 ?* z9 d4 u
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~~~~# Z& J6 w) f+ x% h- {# g2 t7 p& q4 ^

# t2 Y" G6 s, fPS, N9 |9 l; o+ X
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
5 ^: \0 @( [5 P) N7 ]http://www.robotdiy.com/article.php?op=Print&sid=132# s# w) \% {3 D4 h9 a

% W! R* Q% p# Y" D* o上面是机器人的,看看是否有启发呢~~~~~7 [* D( ?. k4 q* G' L
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!% _( r; p1 U$ L  y6 Y0 b; g
* J9 @$ b. z/ q3 G
我的理解是这样:
9 w; d  x, k6 r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,
7 c7 K/ v" l0 t0 I$ I各自存有一份标准定位时的“标准状态图像”。: C, |& x1 n9 Y+ Q+ r/ e

0 p1 o# R* @! f: 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,- K# J* Q( U$ X! f' y
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$ h1 K$ {- g- N' V6 O4 e
对机械手的运行轨迹和定位数值进行控制的目的。
( A# w( d5 u) q$ Z3 |8 W: b
4 C: v& |$ @- G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。
) e5 u5 S( j2 ]0 u5 K; z) L7 s2 W2 B  o' P+ z9 O
对否?& r! H; v9 K/ q$ Q* x& ?/ ^
3 T: e1 a8 c8 n- f
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!# m1 Q, P1 z7 l

- r4 R+ _! c% p% `7 v: a# k" |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。
7 N! l: x, _" k& G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$ M: J8 W9 F8 V% k
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
4 T5 R0 n) L) y( ~7 T  Q2 j+ y# o纪70年代发明的。( V) B6 h" J7 ~' a
3 h; D3 K! z1 `2 Y7 ^" z9 C  X: J4 ~( M
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,
- w9 }) I/ 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
5 q5 o( V7 U& g" T) Z, h3 S7 @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,……# Y: x& ^$ F7 ~* {

: f! L& P* V5 h7 \然后,计算机会重复这套示教动作。
, Y6 {; W) \4 [% S2 A  e! I6 Y- Z3 e* W  ?
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
3 J0 I  u9 v7 A是为了示教用。+ v1 q; Q. H+ ^% x  S

7 I( |1 H1 B" ?1 O6 K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。. V+ y+ m# A, O7 ^, `  i

# V! r6 Y5 ^; [" osyw  071102---09.26' \2 W8 s' l" y$ ^9 u
. S8 @* \2 k$ L* u5 b) O8 N
//***************************************************; R3 v3 D) ~* |
" |- |9 {- h+ P" F
焊接结构设计、制造与焊接生产自动化新技术实用手册
+ h1 T* A8 |1 P8 E3 I8 ^% i. s1 vhttp://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”。; q3 ~6 v% f. M3 G1 g
他的MSN:zsulucky@hotmail.com( w% O. G% \# E  K2 a8 f: T" z
PS4 {; b" T; [: e# H% I
他30,男- m! `) G) K$ }, U, Y& L
3 ?, z- R  h( S  ]+ I
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~~~~
3 Y3 C' M# @9 Z( n
6 k: {8 K4 S+ l' L& q7 N: U(前略)3 x% j% w. z( ]& R) e4 C
qing 说:
! R- W" f/ t8 |$ j  \! }关于机械手的9 C! f9 |2 o; d$ o" Z
中山野鬼,又瘫了 说:7 V& y' i8 N/ S' Z, ~
你说。交流而已。请教谈不上。
: z: s- @7 f% v6 x6 K* s* ^& A  x' p中山野鬼,又瘫了 说:
9 v* O: x  v3 N2 X哦。什么问题。这块我不是很熟悉,但可以交流一下。
) }$ {  }! ]6 M+ vqing 说:" ]1 ]6 @# _7 `: _, `
机械手的定位' ~2 `) T& W& w: P3 U. T
中山野鬼,又瘫了 说:. a3 |# J2 O( [' V: v
呵呵。多轴定位。5 k! E3 \! x7 x& C- W6 `( M' l; t
中山野鬼,又瘫了 说:9 [7 q) L5 k' Q& @' p
你的目标是精度,还是什么。
# O6 n* H+ j! L/ K- Qqing 说:
, _0 c# e; m" `  n! R& C! v+ D0 a" i机械手的定位有用到影响系列的吗?& d, L' n# G! l4 R
中山野鬼,又瘫了 说:
5 b# p; e9 |- H9 E' S7 i) r影响系列是什么。+ b3 U" n/ L8 |; W+ L0 E+ S
qing 说:6 y0 Y7 f/ P& j/ ]( r1 y
稍等~~
/ L1 P% Q; s" Y5 e3 R/ Qqing 说:
3 e* q$ B3 o) _; B( Khttp://bbs.cmiw.cn/viewthread.php?tid=57487&extra=page%3D19 ?+ p. M( `- d5 P
qing 说:
+ s3 l7 @: N, n. f& y3 U2 p我参与了上面一个论坛的讨论: X, o1 _  b% E0 _4 i3 W
qing 说:
) N4 ?" r% d( e! ^$ t0 `3 k三维视觉系统的自主控制模式" J' Z1 b' R3 g  L9 e( G7 ]
中山野鬼,又瘫了 说:
3 d, ?- r6 K5 h! H- l: R哈哈。这个题目大了点哦。
0 o0 D1 I( [) h9 z中山野鬼,又瘫了 说:
! o( v# M( D+ d7 X1 P) P) K) _7 t0 J现在有什么问题。1 l$ s; Z9 c" ^( z- V
qing 说:
* F7 B$ g1 D$ ~: Z0 I1 |5 d呵呵,是啊
, R- n8 p# _3 W7 F- Q3 N# m0 N& H- Vqing 说:  V6 I" [1 U% w0 ]# \" R
问题在于我们几个讨论的人都没有过机械手开发的经验. z+ q+ ^+ {% _+ P
中山野鬼,又瘫了 说:
/ H; b& B: V9 f" _6 q0 Y我问过了。你们的目标是什么。  ]  h3 A8 {4 x
中山野鬼,又瘫了 说:
: E& ^( d4 o% V0 A8 j; D4 j重点是精度上。8 E+ A# I% M; o0 T$ X4 O
中山野鬼,又瘫了 说:
. S# f( |6 G8 P* V& V还是多轴连动上。$ O8 `7 v& A, K3 Z
qing 说:
& }: g: l6 B0 a7 v4 s% l$ l. u$ G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9 a2 h! s8 C  q& P* Z- T
中山野鬼,又瘫了 说:
/ m1 ?+ b3 T4 b* t还是视觉识别上。
  E1 ]( A6 G, E3 B4 l7 o) O中山野鬼,又瘫了 说:7 K# k  j% k8 c7 f
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。  m. W# d. l" X% X) x  f- h
qing 说:$ S* _& \  d% }# V
稍等,我到论坛上弄张图你看看你明白了
8 b; c, z* C9 |. d中山野鬼,又瘫了 说:
& L) x9 @* t  Z  L1 W! Q关键你们想做什么。2 {4 t* B& }6 _- o' K
中山野鬼,又瘫了 说:  ~7 X! l: h" x1 w
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。
/ J# D5 P" e( y& r& l中山野鬼,又瘫了 说:
+ r% h9 P  g* g4 A" g# h先把你们要搞什么想清楚。& p7 ~6 X7 H# l: z, l; P
中山野鬼,又瘫了 说:
! k- \/ o, t1 V1 R6 E) f# t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。
6 R/ b0 e. w; t. w# r% n" Xqing 说:
' _0 U. O$ H' B* |1 M3 y5 \我们是从一张图的系列上想分析出一些东西来1 f  i8 m; K" K' `2 t6 b; X. U% C
中山野鬼,又瘫了 说:
; W, f( a7 w; Z分析什么呢?
! G7 b* Q# ?- R" G中山野鬼,又瘫了 说:* X8 h6 l, G/ g; ]
图发给我看一下。
# k, Q" K# F1 ~- @# v; W) p- Q* }6 ~qing 说:
6 o& e# W6 P5 V6 m, v* \野鬼兄是不是可以去我刚给你发的网址上去看看啊 8 K! d7 P/ `6 J* H/ Q6 |- g6 U
qing 说:9 `: ]3 ]6 _7 D/ @
我这MSN还真不会发图~~~
, ?4 E5 g" @. q( o, N5 _  l中山野鬼,又瘫了 说:1 ]2 q  n# ]8 w* f2 ?, w
我看过。我不是会员。看不到。  E8 j0 c" N3 |1 o
中山野鬼,又瘫了 说:
, m6 X: ~; i% _# l. g在的对话框上面。左起第二个按纽,是发文件的。# p( r3 i) ~4 L3 C
中山野鬼,又瘫了 说:+ w7 y9 s; w) q7 Q4 w) f, [
你把JPG的文件给我。
% L( D2 U! J& Y, X6 T  Yqing 说:
8 s% @. z2 i4 C9 ?4 W好,稍等,我找找; f3 {  T! d" k; s5 P
qing 说:
7 D9 o& p, ?5 ]; `% v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
, e# v1 E3 T( @; J0 Sqing 发送:; v( ?: M  V1 R0 S2 v9 }. R
2 {. ]5 l4 V1 x, r. u
7 z% e; e( `8 J. W4 e8 \
qing 说:
  Q9 O; {8 O$ mOK了9 }# b6 V; _* b5 n5 ?' m, ~
qing 说:& }9 N7 W/ |& H. t1 s/ {
能看到吗?
0 z! A, W* b2 |9 q: X  
+ u' [8 n7 A7 B( }8 L( u' @  传输“Shell00.jpg”完成。# q6 R- R3 h9 }1 i
  
& T: A2 |% m/ q( Pqing 说:2 Q# P5 O  g* _: q; K8 k+ K
精确定位用的光传感器及磁性传感器
+ J* x8 n5 x9 V- L% j2 bqing 说:/ Q0 k9 m  ]! |9 }0 T2 C- N  b
我个人觉得手臂之间定位应该靠光感才对啊
7 r5 d8 u- ^+ Q  K' r6 R. w中山野鬼,又瘫了 说:1 j! \6 G% e3 m8 V; c2 C5 y
你想知道什么。
) a" @0 {% A8 b- ]! X% X! Eqing 说:' a- {8 b2 h8 w) _
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?. f3 n; A" f5 u0 ~# {. E, q
中山野鬼,又瘫了 说:
% R0 }6 j$ O4 {1 S4 z+ g. _8 I2 M6 f没有。
; Q( Z' Z6 Q! F' V1 w; iqing 说:
4 \" s/ X& u6 v& W还是靠光感呢~~~  `9 ]1 C, \: Q
qing 说:
1 r( C( W: h0 ?, J* B不知道野鬼兄对此熟不熟啊?
6 V) V/ B  ?7 [& L中山野鬼,又瘫了 说:6 T4 a% s9 Q# e/ }, s
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。
  a9 l. B0 o# o, P! j5 S4 R中山野鬼,又瘫了 说:
& D% c1 e( C! @. c2 M. z' P3 O也就是说防止东西放在不该放的地方。
: X2 T9 p7 w- c2 |qing 说:
' g% S- S4 A+ h& d* h但我觉得光感也可以做到这一点啊~~~) m& z: [& f9 |
中山野鬼,又瘫了 说:
3 y3 B/ A% s& d9 x! ?这个类似那设想头检测可乐瓶装水的位置一样。
* ~/ e( {, `8 ^( M; ~1 o中山野鬼,又瘫了 说:
  ~3 z/ E  Q9 F+ m, o是个不精确的定位方式。) d; {4 x2 u: t; ?2 k+ X5 x7 s  C
中山野鬼,又瘫了 说:; [/ M* W0 I, K
好处是,能对非规则物体进行定位。
( D# G/ W' S+ B7 u5 m; p: s1 Jqing 说:
* `3 Y$ H( }) u) O那靠射像头定位的方式能精确到多少呢?( E2 R+ j) v# [# l" O
中山野鬼,又瘫了 说:
( ?/ T% ?" I" q. Y: j) t( Z应该在毫米级。3 v8 {: l# X# A, t
中山野鬼,又瘫了 说:' @( j  ?* h: Z+ [' s  r+ w
但这个对控制机械手而言,只是个开环反馈。& z, Y5 L- F: v/ L6 S* d
qing 说:+ H& O/ n8 q- v2 H6 I  }, L" b
光感呢?有用光感定位的机械手吗?( i+ ~6 j* j9 _  G  k( J' g3 R
中山野鬼,又瘫了 说:
! W( N. p9 [6 X" V6 {实际机械手的运动控制中的闭环反馈是不参与的。
' ]6 I0 K- `' I" @中山野鬼,又瘫了 说:" k: u3 v! [/ H! Q
有。
3 ~- m+ G* p: X5 K% ^" b8 C中山野鬼,又瘫了 说:: ?# B% v; Q& x; t
如果是规则物体,则用光感。这样更简单。
. ?# a7 B1 ?  U3 u7 h/ I中山野鬼,又瘫了 说:, U& h7 |8 p; g' Z
没有必要用设想头。
' Y% _7 n  t3 d8 ^) L" z2 ?qing 说:$ J6 d* _2 q+ d0 e
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~~~
. B# C* g4 ]4 w- Vqing 说:# a/ K* c8 X; ]7 ^  O. `1 `7 Q
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,
1 ^2 m  p2 m3 ^0 A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% X) a8 {+ j+ }& W) ?- ?
对机械手的运行轨迹和定位数值进行控制的目的。
' h& H$ G. \8 {) K
1 B0 h. E0 {; H. T. k! ?qing 说:# o; Y$ M! b4 ^2 b, j
上面这段话是我们一位网友的观点: }, l  l0 L. d
中山野鬼,又瘫了 说:
, O. [0 R& {1 T+ C  K8 q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,/ o' O$ [; U% H+ A4 ~" w/ _
对比对结果经PID处理,这个是对的。$ H0 P- @4 Z* P- R9 \5 y- F
qing 说:9 i! v  d. E( B6 i
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?
; i# [) o6 p+ I7 vqing 说:3 r' K- x& `: k
真可以做到??8 f0 j$ {; j2 P6 E
中山野鬼,又瘫了 说:
9 }6 C( E0 t: R* U+ s. y但是,这个数据并不能直接控制机械手。即便是司服电机。
1 L8 O) V! y* {# o7 k) M中山野鬼,又瘫了 说:, z% }& T  \  [0 }6 A
只能是宏观控制。' j9 a! _  |( f0 V
qing 说:
6 p$ ~* N5 k! {3 @% ?( B那宏观控制是否能达毫米级呢?
- {6 q9 S- J: S  [0 H9 H$ w中山野鬼,又瘫了 说:+ x/ F! E! e8 ~. {) {" Z) }, q
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。
( f% C/ R3 |6 j2 i) Jqing 说:& j/ {4 I" I7 Q) ~! v
若能达到毫米级,那从理论上有点不能让人相信啊
+ ]1 W( z. C0 X2 K. c: o3 Q; i中山野鬼,又瘫了 说:, ?5 G: v1 C0 L" d2 s
同时整个反馈如果作为直接驱动电机,则反馈周期太长了。
% k4 o9 _8 q, m. {2 O" h中山野鬼,又瘫了 说:
! ]0 C/ Y; S- @7 H1 @) @视觉能做到毫米级的误差。/ y7 d( G  f. ?
中山野鬼,又瘫了 说:3 Y$ ~5 s" i4 D8 S9 o* g3 A; b
这和设备性能有关。- Z" {& x: f3 w; f/ n2 G
qing 说:4 X) ^. w/ T8 y8 X
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!; ]8 R4 \0 u+ }

7 n. F9 M+ W$ D感谢你到专业网站就此专题去给与求证。
2 e- ~$ K. J0 |0 S( {谢谢你!# Z' I2 u% Y7 R6 N. ?" w

+ _; n. R& w4 ^另,更正一下我在7楼发言的一处页数数字。
! z* d% o: |  U8 V& g7 K示教盒绝对编码器------664页
' e! E# T' j9 l三维视觉系统的自主控制模式-----------710页。8 Y- e4 c8 W2 s

- i. ]# X+ I. U% `. g- \; t6 ~syw   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 K2 m6 G4 F7 S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。
/ }* v* [6 A4 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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