基于雙PSD 的機(jī)械手運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤測(cè)量裝置*

盧曉紅 王文韜 司立坤 韓鵬卓 任宗金

(大連理工大學(xué)精密與特種加工教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 大連 116024)

未來(lái)復(fù)雜的服役環(huán)境要求自動(dòng)化設(shè)備空間機(jī)械手必須具備精確的末端定位和空間姿態(tài)控制［1］，而機(jī)械手裝配間隙、承載變形等原因?qū)е缕淠┒藞?zhí)行器的位置與理論計(jì)算存在偏差，良好的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)是解決上述問(wèn)題的有效途徑，而對(duì)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)軌跡、空間位姿的測(cè)量是合理規(guī)劃、精確位姿控制及運(yùn)動(dòng)分析的必要手段。

目前對(duì)空間機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)軌跡和位姿測(cè)量一般采用接觸式和非接觸式兩種方式。非接觸方式響應(yīng)速度快、測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單，大大提高了測(cè)量效率，而且不增加被測(cè)量設(shè)備的承載負(fù)擔(dān)，是目前較適合機(jī)械手位姿測(cè)量、復(fù)雜機(jī)構(gòu)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)軌跡測(cè)量的方法。非接觸方法主要有基于攝像技術(shù)的圖像提取、雙目立體視覺(jué)法、激光跟蹤測(cè)量、激光三角測(cè)量、室內(nèi)GPS 等方法。基于攝像技術(shù)的雙目視覺(jué)測(cè)量方法用兩臺(tái)攝像機(jī)或照相機(jī)模擬人的雙眼，獲得有一定視差的兩幅圖像，計(jì)算機(jī)通過(guò)圖像處理，運(yùn)用雙目視覺(jué)原理，就可以得到圖像中空間目標(biāo)的三維信息。如果將攝像機(jī)安裝在機(jī)械手的末端，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中觀測(cè)同一個(gè)固定目標(biāo)，通過(guò)計(jì)算攝像機(jī)坐標(biāo)系下固定目標(biāo)的變化，反求出末端執(zhí)行器的空間位置和姿態(tài)的變化［2-3］。Lau 等人提出的單站式5D 激光跟蹤干涉測(cè)量系統(tǒng)［4］，該系統(tǒng)可以測(cè)量目標(biāo)的X、Y、Z、俯仰角和偏擺角5 個(gè)自由度。奧地利維也納工業(yè)大學(xué)的J.P.Prenninger 等人建立了一種單站式6 -D 激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng)［5］，用來(lái)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地測(cè)量機(jī)器人關(guān)節(jié)末端運(yùn)動(dòng)的6 個(gè)自由度。清華大學(xué)的劉永東設(shè)計(jì)了三站激光跟蹤坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了平面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)坐標(biāo)的跟蹤測(cè)量［6］。日本的Seiji AOYAGI 等人利用超聲波測(cè)距的原理開(kāi)發(fā)了一套超聲波位姿測(cè)量系統(tǒng)［7］，該系統(tǒng)利用多邊法測(cè)量空間三維坐標(biāo)。室內(nèi)GPS(indoor global positioning system，iGPS)的定位原理跟GPS 相同［8］，只是iGPS 的室內(nèi)標(biāo)定好的多個(gè)標(biāo)定裝置代替了GPS 的空間衛(wèi)星［9］，iGPS 接收裝置安裝在工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行器上，將末端的空間三維信息實(shí)時(shí)的傳遞給控制計(jì)算機(jī)。該測(cè)量裝置適合大空間的跟蹤測(cè)量，目前有應(yīng)用在飛機(jī)機(jī)體焊接上的報(bào)道。位置敏感探測(cè)器(PSD)通過(guò)收集其電極輸出的光電流就能連續(xù)地、實(shí)時(shí)地檢測(cè)出入射光斑的重心位置。PSD 入射光斑位置的模擬信號(hào)是從位于光電二極管表面電阻層邊緣的電極輸出的，這種非尋址的探測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)是探測(cè)器和信號(hào)處理電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且能實(shí)現(xiàn)連續(xù)的位置模擬信號(hào)輸出，而不存在測(cè)量盲區(qū)［10］。與CCD 相比，PSD 具有響應(yīng)速度快、感應(yīng)面連續(xù)、成本低、傳輸速度快等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在三維測(cè)量、角度姿態(tài)測(cè)量等領(lǐng)域。哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制了用于空間飛行器對(duì)接的位置敏感器近程操作模擬器［11］，由PSD 為核心器件構(gòu)成的光電傳感系統(tǒng)在近程內(nèi)對(duì)放置在空間飛行器上的合作目標(biāo)的位置和姿態(tài)進(jìn)行高精度測(cè)量。由激光器與位置敏感探測(cè)器PSD 組成的傳感器被大量地用于機(jī)器人上，傳感器可測(cè)量撓性機(jī)械臂的除桿長(zhǎng)方向外的5 個(gè)自由度誤差［12］。1993 年日本中京大學(xué)和松下共同研制了一種利用PSD 的三維視覺(jué)傳感器，用于機(jī)器人中獲取運(yùn)動(dòng)物體的三維形狀［13］。

目前主流的運(yùn)動(dòng)軌跡和位姿測(cè)量手段是基于CCD 的多目視覺(jué)法和基于PSD 的光源陣列法。CCD攝像機(jī)傳輸?shù)氖菆D像信息，其測(cè)量精度很大程度上依賴(lài)高像素的照片，而高像素必定會(huì)影響相機(jī)的傳輸幀頻，所以基于CCD 的測(cè)量在精度和響應(yīng)速度上是矛盾的。與之相比，PSD 則不存在這樣的問(wèn)題，PSD 是依靠輸出的電流或電壓來(lái)計(jì)算目標(biāo)光斑的位置，可以達(dá)到幾十千赫的傳輸速度而不影響數(shù)據(jù)的精度。近年來(lái)，對(duì)PSD 器件的研究有很大進(jìn)展，PSD 器件的線性度和穩(wěn)定度也有很大改善［14］。PSD 器件自身的分辨率可達(dá)1 μm，陸軍等用包括激光發(fā)射器、激光供電電源、PSD 器件等組成的PSD 位置測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行二維測(cè)量，其平均控制誤差為50 μm［15］。因此，在相同成本下，使用PSD 光源陣列法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡和位姿測(cè)量的應(yīng)用具有較好的前景。

在實(shí)際應(yīng)用中，很多的機(jī)械設(shè)備的移動(dòng)速度都很快，加工中心的自動(dòng)換刀機(jī)械手一次動(dòng)作一般在2～5 s，而且是在三維空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)空間受限，無(wú)法安裝激光發(fā)射器。天津大學(xué)李興達(dá)進(jìn)行了基于PSD 的光點(diǎn)空間位置測(cè)量技術(shù)研究，距離12 m 處X 方向最大絕對(duì)誤差為29 mm［16］。根據(jù)對(duì)PSD 相應(yīng)光譜的研究和分析，發(fā)現(xiàn)近紅外區(qū)是PSD 最敏感的范圍，大約在900 nm，這就要求被測(cè)標(biāo)靶光源的主要光譜分布也在這個(gè)區(qū)域。為了減少對(duì)被測(cè)量的自動(dòng)化設(shè)備的負(fù)載及機(jī)械動(dòng)作的影響，光源必須能夠?qū)崿F(xiàn)恒流驅(qū)動(dòng)和無(wú)線控制。本文針對(duì)基于雙PSD 實(shí)現(xiàn)空間點(diǎn)三維運(yùn)動(dòng)軌跡和位姿檢測(cè)方面的關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)研究，探索一種以大功率紅外LED 為目標(biāo)光源的非接觸式三維位姿檢測(cè)方法，解決有限空間內(nèi)，復(fù)雜機(jī)構(gòu)上點(diǎn)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)時(shí)在線測(cè)量、機(jī)器人末端執(zhí)行器的空間位置及姿態(tài)的快速測(cè)量問(wèn)題。

1 基于PSD 的運(yùn)動(dòng)軌跡和位姿測(cè)量原理

1.1 PSD 工作原理

二維枕型PSD 結(jié)構(gòu)如圖1 所示，二維枕型PSD 以感應(yīng)面中心點(diǎn)為參考坐標(biāo)系原點(diǎn)，入射光斑A 點(diǎn)的坐標(biāo)值與4 個(gè)電極上的電流滿足式(1)和式(2)。

式中:L 為光敏感面長(zhǎng)度。從式(1)和式(2)可以看出，通過(guò)二維PSD 的4 個(gè)電極上的電流值就可以求解出入射光點(diǎn)在PSD 感光面上的平面位置信息。同理，利用2 個(gè)PSD 設(shè)備，就可以得到目標(biāo)光源的三維位置信息。

1.2 基于PSD 的機(jī)械手運(yùn)動(dòng)軌跡測(cè)量裝置的工作原理

使用單個(gè)PSD 的投影是基于針孔相機(jī)的線性映射關(guān)系。本文通過(guò)4 個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)(如圖2 所示)的定義及相互轉(zhuǎn)換關(guān)系解釋映射關(guān)系。

(1)世界坐標(biāo)系:根據(jù)被測(cè)工件所在的自然環(huán)境選定的絕對(duì)坐標(biāo)系;(2)鏡頭坐標(biāo)系:以透鏡中心OL為坐標(biāo)原點(diǎn)，透鏡光軸為ZL軸，XL、YL軸與PSD 坐標(biāo)系的XS、YS軸平行;(3)圖像坐標(biāo)系:圖像平面為PSD 理想的投影平面，原點(diǎn)O2為光軸與投影平面的交點(diǎn)，Xz、Yz軸與鏡頭坐標(biāo)系的XL、YL軸平行，方向相反;(4)PSD 坐標(biāo)系:其XSOSYS平面與圖像的XZOIYZ平面共面，原點(diǎn)為PSD 傳感器的物理中心，XS、YS軸與圖像坐標(biāo)系的XI、YZ軸方向相同，坐標(biāo)原點(diǎn)相差一個(gè)偏移量。

鏡頭坐標(biāo)系是世界坐標(biāo)系經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)、平移的組合變換得到的，設(shè)旋轉(zhuǎn)矩陣為R，平移矩陣為T(mén)。設(shè)空間P 點(diǎn)在世界坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(XW，YW，ZW)。P 點(diǎn)在世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)XwYwZw與PSD 坐標(biāo)系中映射的二維坐標(biāo)值(u，v)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如式(3)所示。

在計(jì)算機(jī)視覺(jué)中將相機(jī)的參數(shù)分為兩大類(lèi)，即內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)。內(nèi)參數(shù)是相機(jī)與焦距及感應(yīng)屏上像元分布有關(guān)。式(3)中A 稱(chēng)為相機(jī)的內(nèi)參數(shù)矩陣。外參數(shù)是指相機(jī)在世界坐標(biāo)系中的方位，可以通過(guò)R 和T獲得，故稱(chēng)［R T］為外參數(shù)矩陣。

式(3)實(shí)質(zhì)是空間一個(gè)光源點(diǎn)P 在世界坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)值(XWYWZW)與其透過(guò)工業(yè)鏡頭的光斑點(diǎn)在PSD 坐標(biāo)系中的二維坐標(biāo)值(u，v)之間的映射關(guān)系，可將此過(guò)程簡(jiǎn)化為式(4)。

式中:k 為比例系數(shù)，其與相機(jī)到標(biāo)定板之間的距離成正比;M 為光敏設(shè)備的映射矩陣。將式(4)中的比例系數(shù)k 消掉，得到式(5)。

所研發(fā)的基于PSD 的測(cè)量裝置是通過(guò)2 套PSD以固定的相對(duì)位置組合形成，左右PSD 傳感器同時(shí)探測(cè)空間同一個(gè)目標(biāo)光源，兩PSD 輸出值與空間坐標(biāo)可表示為式(6)。

通過(guò)最小二乘法求解式(6)，得到目標(biāo)光源中心在世界坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值。即為PSD 位置測(cè)量工作原理。

2 基于雙PSD 的運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤測(cè)量系統(tǒng)研發(fā)

2.1 系統(tǒng)硬件搭建

所研發(fā)的基于雙PSD 的機(jī)械手運(yùn)動(dòng)軌跡測(cè)量裝置是由2 個(gè)PSD 模塊(日本濱松光子學(xué)株式會(huì)社生產(chǎn)的C10443 -03 型枕型PSD，其有效感應(yīng)面積為12 mm×12 mm，分辨率為1.4 μm，敏感光譜范圍為320～1060 nm，光譜峰值對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為920 nm，最大光功率為167 μW，光靈敏度為60 mV/μW)、工業(yè)鏡頭及連接支架以固定的空間夾角組合而成，主要用于測(cè)量目標(biāo)光源的空間位置，如圖3 所示。

2.2 信號(hào)采集與傳輸

PSD 測(cè)量裝置的信號(hào)傳輸和數(shù)據(jù)采集如圖4 所示。C10443 -03 型PSD模塊作為傳感器檢測(cè)目標(biāo)光源的光信號(hào)，在PSD 內(nèi)部實(shí)現(xiàn)光信號(hào)到位置信號(hào)的轉(zhuǎn)換，在反偏電壓的驅(qū)動(dòng)下，PSD 將位置信號(hào)以電壓量輸出。C10460 型信號(hào)處理器給PSD 模塊提供反偏電壓，同時(shí)將PSD 模塊輸出的電壓量調(diào)整為與光斑位置以1 mm/V 比例對(duì)應(yīng)。NI 9215 模擬電壓采集卡采集C10460 型信號(hào)處理器輸出的電壓信號(hào)，并以最高100 kHz 的采樣頻率對(duì)電壓信號(hào)采用后傳送給工控機(jī)進(jìn)行計(jì)算。

PSD 測(cè)量裝置的測(cè)量目標(biāo)是一個(gè)穩(wěn)定的散射點(diǎn)光源，要想測(cè)量機(jī)械手的角位移和軸向位移，必須將被測(cè)目標(biāo)光源放置在機(jī)械手臂上。由于ATC 的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和特殊的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，所以，目標(biāo)光源必須進(jìn)行恒流驅(qū)動(dòng)和無(wú)線控制。圖5 為目標(biāo)光源的無(wú)線控制和恒流驅(qū)動(dòng)流程圖。為了能夠提供足夠的光功率，目標(biāo)光源選擇電光轉(zhuǎn)換效率高的大功率LED 點(diǎn)光源。使用鋰電池和恒流驅(qū)動(dòng)電路給LED 供電，保證了光源的穩(wěn)定性和使用壽命。驅(qū)動(dòng)電路的工作狀態(tài)由無(wú)線數(shù)字傳輸模塊控制。大容量鋰電池組為恒流驅(qū)動(dòng)電路和無(wú)線數(shù)字傳輸模塊提供電源。為了便于在機(jī)械手臂上安裝使用，將鋰電池組、無(wú)線數(shù)字傳輸模塊、恒流驅(qū)動(dòng)電路和LED 光源封裝在一起，構(gòu)成目標(biāo)光源模塊，并配備強(qiáng)磁座。在工控機(jī)端是光源控制模塊，計(jì)算機(jī)通過(guò)NI 9401 數(shù)字量采集卡向另一塊無(wú)線數(shù)字傳輸模塊發(fā)送控制命令，兩個(gè)無(wú)線數(shù)字傳輸模塊通過(guò)無(wú)線通訊協(xié)議相互通信。這種光源控制和驅(qū)動(dòng)方式具有響應(yīng)速度快、狀態(tài)切換過(guò)程時(shí)間短、光源穩(wěn)定性好及續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

2.3 系統(tǒng)的標(biāo)定

PSD 在實(shí)際使用前要進(jìn)行標(biāo)定。視覺(jué)測(cè)量設(shè)備的標(biāo)定方法很多，例如使用二維標(biāo)定板的張氏標(biāo)定法。PSD 測(cè)量裝置是用于測(cè)量目標(biāo)光源的三維坐標(biāo)值，考慮到點(diǎn)光源很難形成精度較高的平面標(biāo)定模板，所以我們采用三維立體標(biāo)定法來(lái)標(biāo)定PSD。

根據(jù)式(6)，線性投影模型的映射模型可以表示為式(7):

式(7)實(shí)質(zhì)上是3 個(gè)相關(guān)的方程，將第3 個(gè)方程代入前兩個(gè)得到式(8):

式中:(XW，YW，ZW)表示目標(biāo)光源中心在世界坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo);(u，v)表示目標(biāo)光源中心映射在PSD感應(yīng)屏上的光斑在PSD 坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，mi是投影矩陣M 的元素。在三維標(biāo)定中，目標(biāo)光源的每個(gè)測(cè)量位置的三維坐標(biāo)都與投影光斑在PSD 坐標(biāo)系上的一對(duì)二維坐標(biāo)值形成兩個(gè)線性方程。當(dāng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)選擇n個(gè)測(cè)量位置時(shí)，就形成2n 個(gè)關(guān)于投影矩陣M 的方程組(9):

本文利用高精度的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)PSD 測(cè)量裝置進(jìn)行三維標(biāo)定。目標(biāo)光源采用5 W 大功率LED 燈珠，光源波長(zhǎng)為650 nm，采用恒流電路驅(qū)動(dòng)，將光源放置在三坐標(biāo)測(cè)量立柱上，調(diào)節(jié)PSD 測(cè)量裝置的位置，保證其測(cè)量視野覆蓋預(yù)設(shè)的三坐標(biāo)機(jī)的活動(dòng)范圍，PSD 輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)PSD 信號(hào)處理器、電壓數(shù)據(jù)采集卡，傳輸?shù)焦た貦C(jī)，通過(guò)PSD 測(cè)量裝置標(biāo)定程序控制標(biāo)定過(guò)程和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程在250 mm×250 mm×170 mm 的三維空間內(nèi)進(jìn)行標(biāo)定，總共平均選取了108 個(gè)測(cè)量位置點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定。將PSD 的測(cè)量坐標(biāo)作為輸入函數(shù)，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的空間坐標(biāo)為輸出函數(shù)，用最小二乘法擬合。然后，在整個(gè)測(cè)量空間內(nèi)再隨機(jī)取27 個(gè)位置點(diǎn)，通過(guò)對(duì)比系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)與三坐標(biāo)輸出的真實(shí)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行評(píng)定。

將108 個(gè)測(cè)量位置光源的三維坐標(biāo)和PSD 輸出的二維坐標(biāo)代入式(9)，通過(guò)求解方程及優(yōu)化參數(shù)得到兩個(gè)PSD 設(shè)備的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣Ml和Mr:

PSD 測(cè)量裝置標(biāo)定完成之后，就可以進(jìn)行目標(biāo)光源三維坐標(biāo)測(cè)量。將標(biāo)定實(shí)驗(yàn)得到的轉(zhuǎn)換矩陣ML和Mr代入式(6)中，計(jì)算出目標(biāo)光源的三維坐標(biāo)值。

最后，通過(guò)27 組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證計(jì)算得到所搭建的雙PSD 測(cè)量系統(tǒng)誤差絕對(duì)值最大值為9.0438 mm;誤差絕對(duì)值平均值為3.8008 mm。

3 加工中心ATC 角位移和軸向位移測(cè)試試驗(yàn)

在機(jī)械手角位移和軸向位移測(cè)試中，為了直觀地顯示出機(jī)械手實(shí)時(shí)的角位移和軸向位移變化，建立一個(gè)機(jī)械手坐標(biāo)系(如圖6 所示)，旋轉(zhuǎn)軸線為Z 軸，旋轉(zhuǎn)平面為XOY 平面，機(jī)械手抓刀位置為角度計(jì)算零點(diǎn)，此時(shí)手臂所指方向?yàn)榕cX 軸平行。

ATC 機(jī)械手角位移測(cè)量結(jié)果，如圖7 所示。從凸輪方向觀測(cè)機(jī)械手，其角位移逆時(shí)針增長(zhǎng)。機(jī)械手在刀庫(kù)方向的抓刀位置為角位移的0°，待機(jī)時(shí)所處的位置為90°。從角位移圖中可以看出，機(jī)械手的角位移輸出曲線整體平穩(wěn)，機(jī)械手的原始啟動(dòng)位置與抓刀位置之間的角位移并非90°，偏差在8°左右，這可能是裝配誤差造成的。

ATC 機(jī)械手軸向位移的測(cè)量結(jié)果，如圖8 所示。機(jī)械手待機(jī)時(shí)所處的位置為軸向位移零點(diǎn)，沿旋轉(zhuǎn)軸向錐齒輪副方向增長(zhǎng)。從軸向位移圖上可以看出，機(jī)械手在換刀過(guò)程中的抖動(dòng)特別明顯，特別是在機(jī)械手臂旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，在軸向的竄動(dòng)很大，同時(shí)“抓刀”和“回位”動(dòng)作比“換刀”動(dòng)作抖動(dòng)明顯。結(jié)合角位移和軸向位移可以看出，在“換刀”過(guò)程中，機(jī)械手臂存在軸向移動(dòng)現(xiàn)象，使軸向位移峰值段呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。

另外，從兩幅測(cè)量圖中可以看出機(jī)械手一個(gè)換刀動(dòng)作用時(shí)為2.806 s，由此可見(jiàn)，該種方法還可以測(cè)量ATC 的換刀時(shí)間。

4 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)的合成，利用非接觸式測(cè)量?jī)x器對(duì)機(jī)械手的空間運(yùn)動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，最后分解為角位移和軸向位移是一種有效的測(cè)量方法。非接觸式測(cè)量設(shè)備安裝方便、不干擾被測(cè)量機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)行，移植性強(qiáng)，適合機(jī)械手的角位移和軸向位移測(cè)量。目前，利用雙PSD 系統(tǒng)進(jìn)行空間點(diǎn)的非接觸軌跡測(cè)量方面，國(guó)內(nèi)處于起步階段，大多采用激光作為目標(biāo)光源。在工程實(shí)際中，很多機(jī)械手在三維空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，受限于運(yùn)動(dòng)空間，無(wú)法安裝激光發(fā)射器。近紅外區(qū)是PSD 最敏感的范圍，大約在900 nm，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)恒流驅(qū)動(dòng)和無(wú)線控制的大功率紅外LED 可以作為目標(biāo)光靶，其不會(huì)對(duì)待測(cè)機(jī)械臂產(chǎn)生影響。本文探索了一種以LED 光源為目標(biāo)光源的基于雙PSD 的空間點(diǎn)三維運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量誤差絕對(duì)值最大值為9.0438 mm。本文所做研究為解決有限空間內(nèi)，復(fù)雜機(jī)構(gòu)上點(diǎn)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)時(shí)在線測(cè)量、機(jī)器人末端執(zhí)行器的空間位置及姿態(tài)的快速測(cè)量問(wèn)題探索了一條可行之路。提高雙PSD 系統(tǒng)測(cè)量精度對(duì)于雙PSD 測(cè)量系統(tǒng)在機(jī)械手運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤測(cè)量的應(yīng)用方面是重中之重，亟待進(jìn)行深入研究。

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