仪器仪表学报

作者：王 鑫，李 伟，梁 烯，张华良，张吟龙

单位：王 鑫,1.沈阳建筑大学信息与控制工程学院,,李 伟,1.沈阳建筑大学信息与控制工程学院,,梁 烯,2.中国科学院网络化控制系统重点实验室，3.中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室，4.中国科学院机器人与智能制造创新研究院,,张华良,2.中国科学院网络化控制系统重点实验室，3.中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室，4.中国科学院机器人与智能制造创新研究院,,张吟龙,2.中国科学院网络化控制系统重点实验室，3.中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室，4.中国科学院机器人与智能制造创新研究院,

关键词：单目相机;惯性测量单元(IMU);机械臂;联合标定;螺旋状运动轨迹

基金：国家重点研发计划(2018YFEO205802)、国家自然科学基金(61903357,61821005,62022088)、辽宁省自然科学基金(2019-YQ-09,2020-MS-032)、辽宁省‘兴辽英才计划’(XLYC1902110)项目、辽宁省“一带一路”联合实验室或研究中心(2020JH2/10500002)项目、辽宁省教育厅科研(lnje202013)项目、中国博士后科学基金(2020M672600)、中央引导地方科技发展专项资金(2021JH6/10500114)项目资助

将单目相机和惯性测量单元(IMU)固定在机械臂末端，可以有效地协助机械臂进行运动估计和场景感知。单目相机、IMU和机械臂之间可靠、准确的标定是实现随动感知的前提。但是，传统的标定方法存在耦合误差大、标定一致性差和6自由度激励不充分的问题。为此，本文提出了一种新颖的单目相机-MU-机械臂的空间联合标定模型，该模型能够将旋转分量的误差和平移分量的误差完全解耦。此外，创新性地设计了一种螺旋式运动轨迹来标定感知模块，采用这种运动轨迹能够避免6自由度激励不充分和一致性差等问题。在实验环节，本研究搭建了单目相机-IMU-机械臂空间联合标定平台，计算得到三轴姿态角和平移分量的均方根误差分别小于0.7°和7mm,证明了所提标定方法的有效性。

来源：2021年第6期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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