引 言

跟踪抓取的精度是机器人实现抓取的前提,所以前期对于机器人的标定、相机的标定、传送带的标定有着更高的要求。曾有人提出一种测量系统的精度，有一种双经纬度测量系统球杆仪，这种可以精确测量末端点与工作空间之间的距离，但是这种测量有特殊的设备与专业的技术，时间长、成本高。本文通过摄像机的标定求出内外参数，得到机器人的坐标系与摄像机的坐标系关系，在计算出传送带原点坐标系与机器人之间转换矩阵与比例因子、传送带与机器人之间的相对位姿，从而使得机器人、传动带、摄像机构成一个闭环，能更准确地抓取物体。此方法避免了传送带与摄像机安装角度偏差，并且成本低，易于操作、精度也相对比较高。这对标定方法具有使用价值。

蛋白质组（Proteome）是由澳大利亚Macquarie大学的Wilkins和Williams等人于1994年提出，广义上指由一个细胞或一个组织的基因组所表达的全部相应蛋白质。蛋白质组学以基因编码的所有蛋白质为研究对象，从整体水平研究蛋白质的组成及其变化规律，从而深入了解有机体的各种生理和病理过程。因此蛋白质组学的研究可能更好地帮助人们了解生命的本质，各器官的分子结构、功能及其行使该功能的机制等。它是一个动态的概念。蛋白质组学是从整体角度分析细胞内动态变化的蛋白质组成、表达水平与修饰状态，了解蛋白质之间的相互作用与联系，提示蛋白质的功能与细胞的活动规律。

1 视觉标定

摄像机的几何模型如图1所示，其中平面Z为摄像机投影平面，坐标系X,Y,Z为图像坐标系，Xw,Yw,Zw为世界坐标系，[U ,V]为图像坐标系，[X,Y]为像点坐标系。P是世界坐标系中的点，它在摄像机坐标系中的坐标为(Xc,YC,ZC)，在世界坐标系中的坐标为(Xw,Yw,0)，P′是对应于点P在摄像机投影平面上的点，它在像点坐标系中的坐标为(x,y)，在图像坐标系中的坐标为(u ,v)。

图1 摄像机几何模型

由于点P与点P′是对应点,根据小孔成像原理可以得到：

(1)

图2 摄像机内部模型图

其中f表示摄像机的焦距。

通过上式条件，得到传送带的坐标系的基坐标系C′为得到后通过旋转矩阵平移矩阵由上述得到传送带与机器人之间的矩阵转换关系如式(8)：

(2)

由式(1)和式(2)，可以知道：

(3)

其中即是摄像机的内部参数,这里用K表示。摄像机坐标系在世界坐标系中的位置表示如图3所示。

图3 所示世界坐标系与摄像机坐标系

根据图3所示，世界坐标系与摄像机坐标系是通过转化矩阵与旋转矩阵进行相互转化,由上图知，世界坐标系是通过绕Xw 旋转θ角度。根据矩阵的基本旋转可知：

T=[t1 t2 t3]T

其中,R表示旋转矩阵，T表示平移矩阵，是摄像机的外部参数矩阵，这里用M表示。所以根据式(3)与式(4)可以得到世界坐标系与图像坐标的关系，所以当知道世界坐标系就可以知道图像坐标。相反如果知道了图像坐标，那么世界坐标也可以计算出来。

2 传送带的标定

编码器的运用非常广泛，一般可分为两种类型：绝对式和增量式。本文中传送带用到的是绝对式编码器，绝对式编码器就是对应一圈，每个基准的角度发出唯一对应的二进制数值，通过外部的计圈器件可以进行多个位置的记录和测量，L是传送带移动的位移，T是运动的时间，通过式(5)

(5)

计算出传送带的运动速度V,这是求解转换矩阵与比例因子必不可少的环节。

2.1 转化矩阵与比例因子求解

传送带的标定就是确这个转换矩阵和传送带编码器的比例因子，所谓的传送带编码器比例因子就是传送带移动一段距离，这段距离分别在机器人坐标系和编码器对应的一个变化值，而这两个变化值的比例关系即为比例因子。比例因子由式(6)、式(7)可得：具体步骤在第2.2小节传送带的标定方法中实现。

ΔLr=[(X1-X2)2+(Y1-Y2)2+(Z1-Z2)2]1/2

(6)

按观赏者观赏景物时的状态，对景手法可分为动态对景和静态对景(表3).动态对景是指在轴线或道路的一端布置对景景物，使得观赏者在行进的过程中可持续观赏景物.静态对景是指当观赏者驻足于一点时恰可欣赏到对景景物.

(7)

ΔLr是图4所示C与C′的距离；ΔLC是在两点时编码器对应的值的差；Factor是比例因子。转换矩阵是确定传送带相对于机器人原点的坐标系变化的矩阵。

图4 传送带与机器人的示意图

传送带坐标系相对机器人坐标系的位姿如图4所示。设机器人的坐标系为R，传送带坐标系为C，在一定速度下移动传送带使得C坐标系移动到了机器人视觉范围内的C′，通过传送带标定的方法确定了传送带的原点坐标C′。那么传送带坐标系相对于机器人坐标系的关系可通过转换矩阵来表示，T是平移向量。如果知道这个矩阵和物体的坐标系下面的位置CP,那么就能确定该物体在机器人坐标系下面的位置RP。

2.2 传送带标定的方法

① 在传送带上确定一点P1,通过示教盒移动机器人，将末端触头移到点P1的正上方,并且记录传送带的编码器的值为 Ve1，机器人此时末端的位姿为RP1(X1,Y1,Z1)。

② 移动传送带并且保证机器人可以触碰到P2点的条件下，让这段移动的距离越大越好，再次移动机器人使末端触到点P，记录编码器的值Ve2，机器人的末端位姿RP2(X2,Y2,Z2)通过上述步骤以后，可以得到编码因子。

尽管目前C形臂X线机及导航辅助手术使置钉成功率增加，但螺钉穿透骨壁进入椎管仍不能完全避免，可引发硬膜损伤出现脑脊液漏［14］。本研究术中攻丝扩大钉道后3例（0.40%）出现清亮脑脊液漏，为早期操作缺乏解剖参考标记，螺钉位置偏内偏下所致。

影响船舶进出港安全航行的因素是动态变化的，不同时段的影响因素作用不同。船舶进出港风险仿真具有很强的随机性和时域性。基于熵权的物元模型，能够从数据本身所反映的信息无序化程度来客观、合理反映船舶航行的整体动态风险评价。通过随机条件的仿真应用，可得出过程风险的基本特性。

求出C′=其中：

图5 传送带标定的示意图

⑤ 根据三角形的计算公式

笔者提出的地区电网电压控制策略，实现与电网状态同步进行无功优化，降低无功装置设备调节次数、减少网损，实现电网经济调度，满足电网系统电压合格率，提高地区电网的电压控制策略是可行且有效的。

④ 根据图所5所示P1、P2、P3这三个点都是在机器人坐标系下的点。设C′点是传送带相对于机器人的坐标系原点。计算出坐标系的原点就可以求出机器人与传送带之间的坐标系关系。

摄像机内部模型图如图2所示。

3 基于传送带视觉的标定

从上述得到机器人与传送带之间的关系，如果再求出传送带与视觉之间的关系，就可以得到机器人与物体的关系。

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3.1 标定的方法

视觉系统固定在传送带正上方，当物体进入视觉范围，通过对物体的图像处理获取物体的中心点，以此中心点建立坐标系，并且以传送带运动方向为x轴正方向，y轴方向与x轴方向垂直，z轴与传送带平面垂直。

① 在传送带上放一个物体而且要保证此物体在视觉范围内，通过视觉记录一个值H1(x1 y1 z1)。

② 移动传送带一段距离，但是不能超出视觉范围，再记录另一点的值H2(x2 y2 z2)。

③ 得到编码因子后，当移动传送带时，记录新的P1与P2点两个编码值后，通过比例因子得到机器人移动的距离。然后让机器人沿着传送带垂直的方向移动一段距离，记录机器人末端的位姿RP3(X3,Y3 ,Z3)。

假设C′的坐标为，根据

通过上述H1、H2两点以及公式：

(9)

可以计算出摄像头安装的角度与传送带的角度之间的夹角θ。

他呆在学校搞毕业创作，内容是一个坐在钢琴前的女人，表情呆滞，形象有些变形，脖子很粗，略带马蒂斯、毕加索的画风，色调灰暗，题目却叫《我们的生活比蜜甜》。

这样做的原因是避免了传送带与摄像头之间因角度的偏差引起不必要的误差。由上述知道传送带的原点坐标系，通过矩阵的转换求出传送带坐标系与机器人坐标系的关系，再通过机器人与摄像机的坐标系关系转换，最终得到了传送带与摄像机的坐标系之间的关系。机器人就可以准确地知道物体的位置。

3.2 试验与数据

传统的标定方法，测量摄像机内外参数是不太精确的，相对精度比较差。传统的方法没有考虑到摄像机的安装角度对于传送带的偏差。本文既考虑了摄像机的安装角度的偏差，也考虑到了传送带的角度。表1是在机器人

解读：麝香又称麝脐香、香脐子，为雄麝（亦称香獐）香囊中的分泌物，为常用中药。《神农本草经》列为上品，誉为“诸香之冠”。自古以来都是猎麝取香，在冬、春季猎取雄麝，连腹皮割下麝香囊，阴干，称为“毛香”，挖取囊内颗粒称为“麝香仁”，其中呈块状颗粒的称为“当门子”。今多人工饲养“养獐取麝”，即将饲养3岁以上的雄麝，缚在取麝台上，腹部向上，分开囊口，用取香匙徐徐插入，向外掏取麝香，每年可取1～2次。关于麝香的药用，还有一段传说。

坐标系下测量的4组数据。

通过实验得出的数据，本文的标定方法比传统标定方法的精度更高，相对而言更实用。

表1 实验数据

序 号实际机器人坐标下的位置X,Y,Z本文标定方法下的位置X,Y,Z传统方法下的位置X,Y,Z本文下的误差/mm传统文下的误差/mm1145.317,98.000,1036.815147.202,99.892,1038.959144.324,96.245,1039.5433.4254.3322144.717,-137.449,1037.129146.153,-139.050,1038.480145.233,-136.964,1036.4922.5333.024326.259,15.155,1040.308727.383,16.151,1041.69526.019,19.122,1043.8932.0442.2554117.769,90.138,1038.7509119.237,91.217,1040.452116.768,89.138,1037.7502.4932.693

结 语

本文提出了一种Delta机器人标定的方法，开始从摄像机的标定、传送带标定以及摄像机的坐标系与传送带的坐标系的关系的转换与传送带与机器人坐标系之间的转换，对机器人在流水线上如何可以更精确地标定进行了研究。该方法与传统的标定方法相比较，简单准确，而且考虑了传送带与视觉之间的角度偏差，消除了这种不必要的误差。通过实验数据的测试，表明这种方法比传统方法更精确，具有很好的实用性。

(1)个体适应力(A1)指适应城市生存、发展，并长期在城市生活的能力，包括开发力(x1)、适应力(x2)和问题解决能力(x3)。

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高盼、柯丽红(硕士)，主要研究方向为机器人技术。