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２０２４年８月Ａｕｇ２０２４
第５２卷第１５期Ｖｏｌ５２Ｎｏ１５
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ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１３８８１２０２４１５００１
文献引用：苏瑞，蒋周翔，秦鹏举，等．多目标复合可视性约束下的机械臂无模型标定位姿研究［Ｊ］．机床与液压，２０２４，５２
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（１５）：１７．
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Ｃｉｔｅａｓ：ＳＵＲｕｉ，ＪＩＡＮＧＺｈｏｕｘｉａｎｇ，ＱＩＮＰｅｎｇｊｕ，ｅｔａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｍｏｄｅｌｆｒｅｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｐｏｓｅｏｆｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｕｎｄｅｒｍｕｌｔｉｔａｒｇｅｔｃｏｍ⁃
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ｐｏｓｉｔｅｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ［Ｊ］．ＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌ＆Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ，２０２４，５２（１５）：１７．
多目标复合可视性约束下的机械臂无模型标定位姿研究
苏瑞，蒋周翔，秦鹏举，宋鹏程，马紫怡
（北京信息科技大学机电工程学院，北京１００１９２）
摘要：与基于模型的机械臂标定方法相比，无模型标定方法具有算法简洁和线性化误差小的优点，但这种方法需要在
多个机械臂姿态下同时采集各连杆表面的靶标位姿，因此其可视性同时受视场角狭窄、靶面方向异常以及臂体遮挡的影
响，增加测量位姿的构造难度。为此，提出一种基于多目标视觉的复合可视性约束下的机械臂无模型标定位姿遴选方法。
依据机械臂连杆参数及轮廓尺寸，生成贴合其等效模型的有向包围盒树，并依据臂体外形特征设定各连杆靶标固连位姿。
在此基础上，分别建立靶标角点被包含判据、靶面法向夹角判据以及各包围盒与靶面视锥干涉判据，将其融合为多目标复
合可视性约束条件，该算法可在既定工作轨迹下遴选出全体靶标均为可视的机械臂位姿。最后，通过搭建实验台验证所提
方法的有效性。实验结果表明：该方法对臂体与靶面的遮挡关系判断精准，靶标在所选位姿处可视性良好，满足机械臂实
时无模型标定方法对于多靶标位姿同时采集的需求。
关键词：机械臂；多目标视觉；有向包围盒树；实时标定；碰撞检测
中图分类号：ＴＨ１６１
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ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭｏｄｅｌＦｒｅｅＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎＰｏｓｅｏｆＭａｎｉｐｕｌａｔｏｒｕｎｄｅｒＭｕｌｔｉｔａｒｇｅｔ
ＣｏｍｐｏｓｉｔｅＶｉｓｉｂｉｌｉｔｙＣｏｎｓｔｒａｉｎｔ
ＳＵＲｕｉ，ＪＩＡＮＧＺｈｏｕｘｉａｎｇ，ＱＩＮＰｅｎｇｊｕ，ＳＯＮＧＰｅｎｇｃｈｅｎｇ，ＭＡＺｉｙｉ
（ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｈｏｏｌ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９２，Ｃｈｉｎａ）
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