基于遗传算法的串联机械臂运动学参数标定

doi:10.12341/jssms12499

系统科学与数学 ›› 2015, Vol. 35 ›› Issue (1): 19-30.DOI: 10.12341/jssms12499

基于遗传算法的串联机械臂运动学参数标定

王琨¹，骆敏舟²，曹毅²，李可²，张秋菊²

1.江南大学机械工程学院江苏省食品先进制造装备技术重点实验室, 无锡 214122; 2. 江南大学机械工程学院,无锡 214122; 中国科学院先进制造技术研究所, 常州 213164

出版日期:2015-01-25 发布日期:2015-04-08

PDF ( 335 ) 引用被引次数 ( 4 )

王琨，骆敏舟，曹毅，李可，张秋菊. 基于遗传算法的串联机械臂运动学参数标定[J]. 系统科学与数学, 2015, 35(1): 19-30.

WANG Kun, LUO Minzhou,CAO Yi,Li ke,ZHANG Qiujiu. KINEMATIC PARAMETER CALIBRATION OF A SERIAL MANIPULATOR BASED ON GENETIC ALGORITHM[J]. Journal of Systems Science and Mathematical Sciences, 2015, 35(1): 19-30.

KINEMATIC PARAMETER CALIBRATION OF A SERIAL MANIPULATOR BASED ON GENETIC ALGORITHM

WANG Kun¹, LUO Minzhou² , CAO Yi², Li ke² , ZHANG Qiujiu²

1. Jiangsu Key Laboratory of Advanced Food Manufacturing Equipment and Technology,Jiangnan University, Wuxi 214122; 2.School of Mechanical Engineering, Jiangnan University, Wuxi 214122; Institute of Advanced Manufacturing Technology, Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences,
Changzhou 213164

Online:2015-01-25 Published:2015-04-08

对机械臂的连杆参数进行标定可以有效减小由运动学参数不准确引起的机械臂定位误差.文章提出一种基于遗传算法的机械臂关节参数标定方法.首先建立机械臂运动学模型和误差模型, 得到关节变量误差的表达式.通过NDI三维动态位移测量系统检测机械臂末端执行器的真实位姿以及各个关节实际旋转角度,作为样本.构建遗传算法的适应度函数,采用遗传算法计算出各关节变量的误差.最后,将该误差用于补偿六自由度串联机械臂真实的连杆参数,多组实验数据证明应用标定后的连杆参数完成机械臂的定位控制可以有效提高机械臂的绝对定位精度.

关键词： 串联机械臂, 运动学模型, 遗传算法, 参数标定.

The parameter identification techniques are effective for decreasing the position and orientation errors of the end-effector which are induced by the inaccurate kinematics parameters of the manipulator. This paper presents a joint parameters identification method of the manipulator based on the genetic algorithms. The kinematics model and the error model of the manipulator are firstly built, and the expression of errors of joint parameters is obtained. Then actual positions and postures of the manipulator, as well as the joint rotation angles are measured by the NDI 3D dynamic displacement measurement system, and recorded for the following experiments. Moreover, the fitness function of the genetic algorithms is built, and the errors of the joint parameters are estimated. Finally, the errors are used to compensate the values of the designed parameters of the 6-DOF serial manipulator, and numerical experimental results demonstrate that the method of the applying the calibrated parameters in the control system can effectively improve the positioning accuracy of the robot.

MR(2010)主题分类:

93C40

分享此文:

[1]	郭海湘, 赵佳佳, 黎金玲. 滑坡灾害临时避难所区位布局规划方法[J]. 系统科学与数学, 2021, 41(2): 401-419.
[2]	姜伟, 徐贝灵, 王天文. B2C配送中心分散存储优化问题研究[J]. 系统科学与数学, 2021, 41(11): 3170-3180.
[3]	张培文，吴江，汪瑜，孙宏. 机队运力配置和USApHMP问题的联合决策模型与算法[J]. 系统科学与数学, 2020, 40(8): 1432-1446.
[4]	张大斌，蔡超敏，凌立文，陈善盈. 基于CEEMD与GA-SVR的猪肉价格集成预测模型[J]. 系统科学与数学, 2020, 40(6): 1061-1073.
[5]	张玉州，徐廷政，郑军帅. 基于混合遗传算法的紧急程度不确定应急物流问题求解[J]. 系统科学与数学, 2020, 40(4): 714-728.
[6]	林志炳，王贵用. 基于三层编码遗传算法求解同种产品存在多个工件的FJSP[J]. 系统科学与数学, 2020, 40(12): 2401-2415.
[7]	王雷，王欣，刘德海，胡卉. 智能网联下无人驾驶汽车配送路径优化方法[J]. 系统科学与数学, 2020, 40(11): 1984-1998.
[8]	常思琳，岳德权，张玉英. 两类顾客的生产服务库存模型的稳态分析及最优生产策略[J]. 系统科学与数学, 2020, 40(11): 2093-2107.
[9]	山珊，刘颖琦，叶顺心. 面向付费类交通PPP项目的价格设计与补贴动态调整方案研究[J]. 系统科学与数学, 2019, 39(6): 944-953.
[10]	张雷. 基于优先等级的震后应急物资LRP 优化决策模型[J]. 系统科学与数学, 2017, 37(2): 491-501.
[11]	方兴华，宋明顺，鲁伟. 测量不确定度信息约束下的最大熵分布研究[J]. 系统科学与数学, 2017, 37(12): 2337-2346.
[12]	吴斌，涂序彦. 最经济智能控制系统研究开发及应用[J]. 系统科学与数学, 2016, 36(9): 1497-1506.
[13]	韩景旺，王立斌. 基于交叉数据随机波动模型的实证研究[J]. 系统科学与数学, 2016, 36(5): 712-718.
[14]	韩强，周勇. 基于双层规划的一类自行车专用道路网络设计问题[J]. 系统科学与数学, 2015, 35(11): 1316-1326.
[15]	郑斌，马祖军，李双琳. 基于双层规划的应急物流系统选址-联运问题[J]. 系统科学与数学, 2013, 33(9): 1045-1060.

阅读次数

全文

摘要