【机器人学】6-3.六自由度机器人运动学参数辨识- 机器人辨识参数耦合性分析

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作者
猴君
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 前言

        上一章我们用两步优化方法求解了辨识参数,

【机器人学】6-2.六自由度机器人运动学参数辨识-优化方法求解辨识参数

        我们给机器人的几何参数进行了数学建模,其中使用高斯牛顿法求解出了激光仪相对于机器人基座的坐标变换T_{-1}^{0}和机器人末端执行器相对于靶球的变换T_{6}^{7},然后使用最小二乘法去辨识DH参数,最终得到了辨识前后的结果如下图所示:

        辨识前的DH参数

        辨识后的DH参数

我们可以看到,辨识后的DH参数有T_{-1}^{0}(Base)和T_{6}^{7}(Tool)以及新的DH参数,那么存在一个问题:辨识后的DH参数,与辨识前的DH参数有什么联系?,辨识后的DH参数与辨识前的DH参数的差值可以反映机器人的几何结构的真实偏差吗?这篇博客将解决以上两个问题。

  1. 机器人运动学参数耦合性理论分析

        由于计算机的计算不是精确的,条件数越高,计算精度的误差对解的影响也越大。所以在最小二乘法求解DH参数时,为了保证误差最小,使用了QR分解求解矩阵的最小条件数。对应于上一篇博客的公式的(6.36)与(6.37)。

        规定R中对角矩阵接近于0或者等于0 的相关元素是不可识别参数。在后续计算时,应将雅可比矩阵J中对应R中不可识别的参数的相应列去除。

        那么我们的机器人模型在使用QR分解后有哪些参数是不可识别的呢?

        我们使用MATLAB在对应代码处打印不可识别参数的位置如下图所示:

        通过辨识前后的结果可以证明上述的结论:

        上图红框处为不可辨识参数。

        将辨识前后的DH参数作差:

       2. 构建实验分析耦合性

        3. 结论总结

  下一章: 

         【机器人学】6-4.六自由度机器人运动学参数辨识-机器人精度验证【附MATLAB代码】

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