轻微碰撞后触碰测试失败(机器人定位精度差)

问题

轻微碰撞后,机器人的定位精度会受到影响。这表现为物体拾取/放置时的偏移以及接触测试失败,即机器人工具针尖无法落在预期位置。

碰撞发生前,您的手眼标定结果良好,触碰测试也顺利通过。

手眼变换

手眼残差

投影验证

触碰测试

合理的

好 → 碰撞 → 差

良好的手眼标定结果示例

手眼变换矩阵看起来合理,与粗略的手动测量结果一致(见下表和图像)。

手眼变换矩阵

0.999

-0.002

0.0412

-55.598

0.001

0.999

0.0283

-90.654

-0.041

-0.028

0.998

129.044

0

0

0

1

../../_images/eye_in_hand_approximate_hand_eye_matrix.png

标定的残差在可接受的范围内,表明优化已成功收敛。

残差

N(位姿)

平均旋转角度(°)

最大旋转角度(°)

平均平移残差(mm)

最大平移残差(mm)

10

0.021

0.042

0.109

0.172

对于小型机器人,我们预计残差在亚毫米范围内;而对于大型机器人,残差则在毫米范围内。至于残差的旋转分量,我们预计其在亚度范围内。

全部的残差数据
残差

位姿

旋转角度(°)

平移量(mm)

1

0.017292

0.163

2

0.008218

0.135

3

0.028

0.172

4

0.009

0.053

5

0.042

0.080

6

0.008

0.098

7

0.022

0.138

8

0.025

0.077

9

0.036

0.125

10

0.013

0.048

使用投影进行验证也通过了,表明手眼变换是正确和准确的。

../../_images/projection_verification_good.png

潜在原因

轻微碰撞会导致机器人关节或末端执行器发生轻微位移,这种位移可能不足以造成可见的损坏,但仍会影响手眼标定的精度。这会导致触碰测试失败和机器人定位不准确。

潜在解决方案

  1. 预热相机并运行现场标定。

  2. 使用初始数据集重复进行手眼标定。

  3. 验证手眼标定结果(变换矩阵、残差、投影)。

  4. 重新运行碰撞测试。