单目相机-IMU-机械臂的空间联合标定方法

摘要：

将单目相机和惯性测量单元(IMU)固定在机械臂末端,可以有效地协助机械臂进行运动估计和场景感知.单目相机、IMU和机械臂之间可靠、准确的标定是实现随动感知的前提.但是,传统的标定方法存在耦合误差大、标定一致性差和6自由度激励不充分的问题.为此,本文提出了一种新颖的单目相机-IMU-机械臂的空间联合标定模型,该模型能够将旋转分量的误差和平移分量的误差完全解耦.此外,创新性地设计了一种螺旋式运动轨迹来标定感知模块,采用这种运动轨迹能够避免6自由度激励不充分和一致性差等问题.在实验环节,本研究搭建了单目相机-IMU-机械臂空间联合标定平台,计算得到三轴姿态角和平移分量的均方根误差分别小于0.7°和7 mm,证明了所提标定方法的有效性.

关键词：单目相机;惯性测量单元(IMU);机械臂;联合标定;螺旋状运动轨迹

所属期刊栏目：42

分类号：TP242;TH113(自动化技术及设备)

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金;辽宁省自然科学基金;辽宁省'兴辽英才计划';辽宁省"一带一路"联合实验室或研究中心;辽宁省教育厅科研;中国博士后科学基金;中央引导地方科技发展专项资金

在线出版日期：2021-09-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：221-231