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基于指数积公式的串联机构运动学标定方法研究     在线阅读 整本下载 分章下载 分页下载 本系统暂不支持迅雷或FlashGet等下载工具
【英文题名】 Research on Kinematic Calibration of Serial Mechanisms Based on Product-of-Exponential Formula
【作者】 何锐波;
【导师】 杨叔子; 赵英俊;
【学位授予单位】 华中科技大学;
【学科专业名称】 机械制造及其自动化
【学位年度】 2010
【论文级别】 博士
【网络出版投稿人】 华中科技大学
【网络出版投稿时间】 2011-03-15
【关键词】 串联机构; 指数积公式; 运动学标定; 误差模型; 参数可辨识性; 立体定向仪;
【英文关键词】 Serial mechanisms; Product of exponential formula; Kinematic calibration; Error model; Identifiability of kinematic parameters; Stereotactic instrument;
【中文摘要】 在不过分增加制造成本的前提下提高数字化脑立体定向仪的定位精度,研究了串联机构运动学标定方法。其中,串联机构运动学参数辨识是串联机构运动学标定的核心步骤也是本文的主要研究内容。指数积公式在串联机构运动学建模方面有许多优点,但对其在运动学参数辨识方面的研究不多,主要表现为:1)基于指数积公式的误差模型中是否存在冗余参数尚未研究。2)尚未见将指数积公式引入基于运动轨迹的运动学参数辨识的研究。本文研究了指数积公式在串联机构运动学参数辨识中的实现方法和过程,进行了一系列仿真和实验。 为了明确基于指数积公式的误差模型的参数冗余性,在分析了现有指数映射关于旋量的微分求解方法之后,对一般串联机构建立了显式的误差模型。按辨识矩阵中向量之间的线性相关性,分析了误差模型中的运动学参数可辨识性,得到了3个实用的误差模型。分析结果表明,所有关节旋量坐标均可辨识;若误差模型中包含关节变量,则当所有关节旋量坐标组成的矩阵为列满秩时,关节变量可辨识。 根据指数映射和对数映射的特性,证明了在基于指数积公式的误差建模法的参数辨识算法中所采用的迭代最小二乘法收敛。 将指数积建模方法引入基于运动轨迹的运动学参数辨识,给出了实...
【英文摘要】 In order to improve absolute accuracy of the digitalized stereotactic apparatus without increasing manufacturing costs excessively, kinematic calibration for serial mechanisms has been investigated. As a key procedure of kinematic calibration, the kinematic parameter identification of serial mechanisms is focused on in this dissertation. Although product-of-exponential formula (POE formula) has many advantages over the other kinematic modeling methods, such few researches have given close attention to the k...
【更新日期】 2011-05-20

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