黄煜等：存在视场丢失的机器视觉精度补偿方法 ·387· 2.0 0.20 (a) 015 回 15 1.0 0.10 0.5 0.05 0 -0.05 0.5 -0.10 -1.0 -0.15 2 2 补偿次数 补偿次数 20 ◆=△X 0.20 15 0.15 0.10 05 0.05 0 0 0.05 0.5 0.10 1.0 -0.15 2 补偿次数 补偿次数 图7随机选取2位置下迭代补偿过程中的位置误差与方向误差分布 Fig.7 Position and orientation errors during the compensation iteration process in 2 positions selected randomly 0.7 ■无补偿 0.6 ■有补偿 -0.40 -0.35 0.30 -0.25 -0.20 -0.15 -0.10 0.2 0.05 8504 0.4 0.3 0303 0.1 0.1 0 789101112131415 装配次数 图8机器人相对线性运动前馈补偿定位误差.()补偿结果比对：(b)未补偿定位误差 Fig.8 Position eror of feed-forward compensation for relative linear motion:(a)compensation results:(b)position arrived without compensation 器人做相对线性运动实际到达的位置，绿、蓝色点微 统，能够控制机器人末端工具达到期望的位置与 定位点在XZ,YZ平面上的投影，分别表示X轴、Y 姿态. 轴方向的偏差值.如图8(a)所示，机器人沿法向进 (2)测量距离大于L时，建立位置反馈型控制 给到目标位置的偏离值最大达到0.62mm,平均值 系统对机器人定位误差进行补偿，对比机器人直接 为0.54mm.采用前馈补偿算法后，平均偏离值有效 定位，其平均位置误差减少91.7%，平均角度误差 减少至0.065mm(减少87.9%).实验证明，相对线 减少90%. 性运动的方向偏移可以忽略不计，对于所有15组实 (3)测量距离小于L时，通过前馈补偿算法对 验，最大方向误差为0.012°，平均为0.006°. 机器人相对线性运动进行误差补偿.其运动偏离值 4结论 平均减少约为87.9%. (I)针对Eye-in-Hand视觉测量系统在工作区 参考文献 域内存在视场受限、丢失目标的问题，建立位置反馈 型与位置给定型相结合的基于位置的视觉伺服系 [Hashimoto K,Kimoto T,Ebine T,et al.Manipulator control with黄 煜等: 存在视场丢失的机器视觉精度补偿方法 图 7 随机选取 2 位置下迭代补偿过程中的位置误差与方向误差分布 Fig． 7 Position and orientation errors during the compensation iteration process in 2 positions selected randomly 图 8 机器人相对线性运动前馈补偿定位误差 . ( a) 补偿结果比对; ( b) 未补偿定位误差 Fig． 8 Position error of feed-forward compensation for relative linear motion: ( a) compensation results; ( b) position arrived without compensation 器人做相对线性运动实际到达的位置，绿、蓝色点微 定位点在 XZ，YZ 平面上的投影，分别表示 X 轴、Y 轴方向的偏差值． 如图 8( a) 所示，机器人沿法向进 给到目标位置的偏离值最大达到 0. 62 mm，平均值 为 0. 54 mm． 采用前馈补偿算法后，平均偏离值有效 减少至 0. 065 mm( 减少 87. 9% ) ． 实验证明，相对线 性运动的方向偏移可以忽略不计，对于所有 15 组实 验，最大方向误差为 0. 012°，平均为 0. 006°． 4 结论 ( 1) 针对 Eye--in--Hand 视觉测量系统在工作区 域内存在视场受限、丢失目标的问题，建立位置反馈 型与位置给定型相结合的基于位置的视觉伺服系 统，能够控制机器人末端工具达到期望的位置与 姿态． ( 2) 测量距离大于 Lmin时，建立位置反馈型控制 系统对机器人定位误差进行补偿，对比机器人直接 定位，其平均位置误差减少 91. 7% ，平均角度误差 减少 90% ． ( 3) 测量距离小于 Lmin时，通过前馈补偿算法对 机器人相对线性运动进行误差补偿． 其运动偏离值 平均减少约为 87. 9% ． 参 考 文 献 ［1］ Hashimoto K，Kimoto T，Ebine T，et al． Manipulator control with · 783 ·