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基于光学定位系统反馈的机器人末端位姿误差在线补偿方法

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为了提高手术辅助机器人的定位精度,提出了一种基于改进L-M迭代的机器人末端工具位姿误差在线补偿方法.该方法无须标定机器人运动学模型参数,将机器人的几何误差、非几何误差和坐标系配准误差都归结于机器人关节误差,利用光学定位系统反馈机器人末端工具位姿,通过雅可比矩阵把机器人末端工具位姿误差映射到机器人关节空间,迭代改变机器人关节位置,使机器人末端工具位姿逐渐逼近目标位姿.实验结果表明,所提方法可将机器人末端工具位置误差降至0.1mm,末端工具姿态误差降至 0.05°,显著提高了机器人末端工具位姿精度.
Online Compensation Method of Robot End-effector Pose Error Based on Optical Tracking System
In order to improve the pose accuracy of surgical robot,an online compensation method of robot end-effec-tor pose error based on improved L-M iteration method is proposed.The robot kinematic model parameters doesn't need to be calibrated.The geometric error and non-geometric error of the robot and the coordinate system registration error are at-tributed to the robot joint error.An optical tracking system is used to measure the robot end-effector pose.The end-effector pose error is mapped to the joint space through the Jacobi matrix and the joint positions are changed through multiple itera-tions,making the robot end-effector pose gradually approaches the target pose.The experimental results show that the meth-od can reduce the positioning error of the robot end-effector less than 0.1mm and the orientation error less than 0.05°,which significantly improves the end-effector pose accuracy of the robot.

pose erroronline error compensationoptical tracking systemsurgical robot

丘洪键、梁海平、卢耀安、王成勇

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广东工业大学机电工程学院

广东工业大学广东省微创手术器械设计与精密制造重点实验室

广东工业大学智慧医疗创新技术中心

位姿误差 误差在线补偿 光学定位系统 手术机器人

2024

工具技术
成都工具研究所

工具技术

CSTPCD北大核心
影响因子:0.147
ISSN:1000-7008
年,卷(期):2024.58(12)