一种基于级联滤波的手眼在线标定方法.pdfVIP

第43卷 增刊(I) 东南大 学 学报 (自然科学版) Vo1．43 Sup(I) 2013年 7月 JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY (NaturalScienceEdition) July2013 doi：10．3969／j．issn．1001-0505．2013．S1．029 一 种基于级联滤波的手眼在线标定方法 陈天飞 汪 洋 陈余庆 吴 翔 -6 孜 (。大连海事大学自动化研究中心，大连 116026) (河南工业大学电气工程学院，郑州450001) 摘要：在机器人末端关节处安装线结构光传感器可实现物体表面的非接触测量，针对该结构光 测量机器人系统中的手眼标定问题，提出了一种基于级联滤波的在线标定方法．与以往先采集数 据然后标定的离线方式不同，该方法在采集数据的同时可对手眼关系进行递归估计．首先对齐次 标定方程AX=XB解耦展开，将展开后的子方程改写成状态空间模型，完成手眼关系级联滤波模 型的建立．然后根据级联模型中子模型属性的不同，选择最适合的滤波方法，应用粒子滤波迭代 估计手眼关系的旋转部分，用卡尔曼滤波实现平移向量的递推估计．实验表明了该方法的有效 性，满足实际工程应用要求． 关键词：手眼标定；粒子滤波；卡尔曼滤波；级联滤波模型 中图分类号：TP319 文献标志码：A 文章编号：1001—0505(2013)增刊(I)-0138-05 Anonlinehand·eyecalibrationapproachbasedoncascadedfilter ChenTianfei W angYang ChenYuqing WuXinag MaZi (AutomationResearchCenter，DalianMaritimeUniversity，Dalian116026，China) (CollegeofElectricalEngineering，HenanUniversityofTcehnology，Zhengzhou450001，China) Abstract：A robotCallbeusedfornoncontactmeasurementswhenalinestructured lightsensoris fixedtOitsend—link．Anonlinecalibrationapproachbased011cascadde filterisproposedofrhand— eyeproblem in therobot—basedstructuredlightmeasuring system．Unlikepreviousofflinemehtods whichcomputehnad—eyerelationshipafterdatacollection，hteproposedapproachCna estimatehnad— eyeparametersrecursivelywhileacquiringthecalibrationdaat．First．htehomogeneousmatrixAX= XB iSdecoupled．nadhteexpnadedsub-equationsCna berewrittenasasattespacemode1．rnlenhte cascadedfiltermodelofthehand—eyerelationshipisestablishde ．AccordingOt htepropertiesofsub— modelinhtecascadedfiltermode1．themostsuiatblefilteralgorihtm ischosen．rnleparticlefilteral— gorithm isadoptedtOestimate meroattionpart．andhteKalmanfilteralgorithm isusedtoestimate translationvector．Finally，areal casestudy demonstrat