Крестообразная структура сечения лазерного пучка для измерения расстояния и ориентации манипулятора робота

Владимир Николаевич Гришанов

Аннотация


Для автономного измерения расстояния манипулятора робота или робота в целом и его ориентации относительно некоторой базовой поверхности предлагается использовать оптико-электронную систему, состоящую из телекамеры и лазерного модуля на базе полупроводникового лазера с оптикой, формирующей крестообразную структуру поперечного сечения пучка излучения. При этом точку пересечения линий, формируемых на поверхности изделия структурированным в крест лазерным пучком, можно использовать для измерения расстояний, а угловые координаты линий – для измерения ориентации манипулятора относительно измерительной системы. Крестообразная структура лазерного пучка позволяет измерить два угла Эйлера, характеризующие угловое положение твёрдого тела в пространстве, – угол прецессии и угол нутации. Углы Эйлера измеряются по положению пересекающихся прямых – следов пересечения лазерных плоскостей с плоской поверхностью твердого тела. Были получены выражения, связывающие положения прямых в поле зрения телекамеры с углами прецессии и нутации. Структурированные лазерные пучки крестообразной формы и полученные результаты могут быть использованы при проектировании и оптимизации оптико-электронных систем позиционирования и ориентации космических аппаратов и исследовании пространственных форм колебаний конструкций.


Ключ. слова


Лазер; робот; манипулятор; бесконтактные дистанционные измерения; расстояние; ориентация; углы Эйлера

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Леонтьева Г.В. Лазерный измеритель непрямолинейности – «Лазерная струна» [Текст] / Г.В. Леонтьева, Л.В. Пинаев, А.Г. Серёгин // Оптический журнал, 2012. № 10. С. 52 – 57.
2. Солдатов В.П. Определение зависимости погрешности измерения перемещений оптико-электронными приборами с многоэлементными приемниками излучения от соотношения сигнал–шум [Текст] / В.П. Солдатов // Измерительная техника, 2012. № 5. С. 52 – 54.
3. Методы компьютерной оптики [Текст] / Под ред. В.А.Сойфера. - М.: Физматлит, 2000. 688 с.
4. Мошкин В.И., Техническое зрение роботов [Текст] / В.И. Мошкин, А.А. Петров, В.С. Титов, Ю.Г. Якушенков. Под ред. Ю.Г. Якушенкова. М.: Машиностроение, 1990. - 272 с.
5. Дёмкин В.Н. Лазерные технологии при измерении геометрии поверхности сложной формы (обзор) [Текст] / В.Н. Дёмкин, В.Е. Привалов. - Вестник СПбО АИН. СПб.: СПбГПУ, 2008. Вып. 5. С. 138 – 187.
6. Бурнаевская Е.В. Применение структурированных в пространстве и времени лазерных пучков в виброметрии. [Электронный ресурс] / Е.В. Бурнаевская, В.Н. Гришанов – Динамика и виброакустика. Самара: И-во СГАУ, 2015. Т. 2. № 1. С. 19 – 28.
7. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике [Текст] / М.Я. Выгодский. М.: ACT: Астрель, 2006. 991 с.
8. Давыденко Е.В. Решение задачи автоматического определения положения видеокамеры в системе оптической лазерной триангуляции [Текст] / Е.В. Давыденко, А.Л. Приоров // Измерительная техника, 2009. № 8. С. 44 – 47.
9. Мордасов М.М. Измерение геометрических параметров поверхностей раздела газожидкостных систем [Текст] / М.М. Мордасов, А.П. Савенков. // Измерительная техника, 2015. № 7. С. 47 – 49.
10. Соломатин В.А. Точность измерений рельефа при лазерном сканировании [Текст] /В.А. Соломатин // Измерительная техника, 2016. № 6. С. 42 – 44.

Ссылки

  • Ссылки не определены.


© 2014-2018 Самарский университет.
Свидетельство о регистрации СМИ, 12+