用三點(diǎn)法實(shí)現(xiàn)機(jī)器人三維位置測(cè)量的研究摘 要 ：提 出 了一 種 微 小 爬 壁 機(jī) 器 人 三 維 位 置 測(cè) 量 的新
方 法 。筆 者 通 過 深 入 分 析 研 究各 種 位 置 測(cè) 控 方 法 與 系
統(tǒng) ，提 出采 用單 目視 覺方 法 中的 聚 焦法 ，以 CCD作 為
傳 感 器 ，用 三 點(diǎn) 法 實(shí)現(xiàn) 對(duì) 機(jī) 器 人 的 三 維 位 置 測(cè) 量 。 驗(yàn)
證性 實(shí)驗(yàn) 結(jié)果表 明 ，本研 究提 出的測(cè) 量原 理和 系統(tǒng)是
正 確 可行 的 。
關(guān)鍵詞 ：機(jī) 器人 ；位置 測(cè)量 ；CCD傳 感 器 ；單 目視 覺 ；攝
像 機(jī) 標(biāo) 定
中 圖分 類 號(hào) ：TP242．6
文 獻(xiàn) 標(biāo) 識(shí) 碼 ：B
Abstract：A new 3D position measurementmethod Ofa
wall—climbing micro robothas been researched．Researc—
hing on the various position measuring and controlling
method，theauthorhasputforwardanewprojecttomeas—
ure the 3D position of the robot，in which the focusing
method with singlecamera and CCD sensorhasbeen used
to getthe position information．The elementary experiment
has verified the principle and the system．
Key words：robot；position detection；CCD sensor；single
camera vision；camera caiibration
位置測(cè)量技 術(shù)是智 能機(jī) 器人 的關(guān)鍵 技術(shù) ，是各 種
機(jī)器人控 制系統(tǒng) 中極 為重 要 的環(huán)節(jié) ，也 是 國(guó)內(nèi)外研 究
的熱點(diǎn)所 在。
按 照測(cè)試 系統(tǒng) 與被 測(cè)機(jī) 器 人 的關(guān) 系 ，可 以將位 置
測(cè)量技術(shù) 分為接觸 式和非接觸式 兩大類 。接觸 式測(cè)量
系統(tǒng) 由于在測(cè) 量過程 中或多或少地 對(duì)機(jī)器人施 加 了載
荷 ，因而僅適用于靜 態(tài) 位置測(cè) 量 。而動(dòng) 態(tài) 位 置測(cè)量 系
統(tǒng) 主要分 5類 ：①激光跟蹤 系統(tǒng) ；@ CCD交 互測(cè)量
收 稿 日期 ：2001—07—03
基 金項(xiàng) 目：國(guó)家 863高科技 研 究 資助 項(xiàng) 目(9804-06)；教 育 部 高
等 學(xué)校 骨干教 師 資助 計(jì) 3t,j項(xiàng) 目
作者 簡(jiǎn) 介 ：張 智海 (1973一 )，男 ，工 學(xué)碩 士 ，主 要 研 究 方 向 為 智
能 機(jī) 器人 測(cè) 控 技 術(shù) 。
系統(tǒng) ；③ 超聲波 測(cè)量 系統(tǒng) ；④ PSD(positionsensitivede—
vice)位 置 測(cè) 量 系統(tǒng) ；⑤ 帶 有 接 近覺 傳 感 器 的 測(cè)量 系
統(tǒng) 。位置測(cè)量 還可 以從另一個(gè)分類 角度劃分為主動(dòng)式
測(cè)量和被動(dòng) 式測(cè) 量 。主動(dòng)式測(cè) 量主要可 以分為結(jié)
構(gòu)光方法和激光 自動(dòng)聚焦法兩類 。被 動(dòng)式測(cè)量 主要 可
以分為雙 目視 覺 、三 目視覺 、單 目視覺 等方法 。
對(duì) 比以上各種方法 的 優(yōu)缺 點(diǎn) ，針對(duì) 筆者 研制 的微
小爬壁機(jī)器人 的空 間三 維位 置 測(cè)量 的要 求 ，測(cè)量 系統(tǒng)
必須滿足尺 寸小 、分 辨率 高 、穩(wěn)定 性 和可 靠性 好 、時(shí) 間
響應(yīng)快等特 點(diǎn) ，提 出了采用 單 目視覺方法 中的聚焦法 ，
選用 CCD作 為傳感器 ，用 三點(diǎn)法實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人 的三維
位置測(cè)量 ，并用 Matlab和 V
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機(jī)器人
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2022-02-12
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