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標定中的工具中心點

2021-08-24汽車

「工具中心點」的英文名稱為「Tool Central Point」,簡寫為「TCP」。初始狀態的工具中心點(TCP)是工具座標系(Tool Coordinate System)的原點。當我們以手動(Jogging)或者編程(Programming)的方式讓機器人去接近空間的某一點時,其本質是讓工具中心點去接近該點。因此可以說機器人的軌跡運動,就是工具中心點(TCP)的運動。

同一個機器人可以因為掛載不同的工具,而有不同的工具中心點;但是同一時刻,機器人只能處理一個工具中心點。比如,使用不同尺寸的焊槍,其槍口的位置肯定是不同的;但我們一次只能用一把焊槍,不能同時用兩個。工具中心點(TCP)有兩種基本類別:移動式工具中心點(Moving TCP)和靜態工具中心點(Stationary TCP):

移動式工具中心點(Moving TCP)比較常見,它的特點是會隨著機器人手臂的運動而運動。比如焊接機器人的焊槍、搬運機器人的夾具等。

靜態工具中心點(Stationary TCP)是以機器人本體以外的某個點作為中心點,機器人攜帶工件圍繞該點做軌跡運動。比如在某些塗膠工藝中,膠槍噴嘴是固定的,機器人抓取玻璃圍繞膠槍噴嘴做軌跡運動,該膠槍噴嘴就是靜態工具中心點。

機器人偵錯時首先要設定工具數據(Tool Data),其內容包括設定工具中心點(TCP)、工具的重量和重心。一般來說機器人出場時有一個預設的工具數據(如ABB機器人的tool0定義了TCP在機器人第六軸法蘭盤的中心處)定義了機器人的中心點。對於自動駕駛的車輛中心點,建議使用車輛控制時對齊規劃路徑點的車輛上的位置點。百度使用的是IMU座標系。IMU的全稱是inertial measurement unit,即慣性測量單元,通常由陀螺儀、加速劑和演算法處理單元組成,透過對加速度和旋轉角度的測量得出自體的運動軌跡,在導航中有著很重要的套用價值。我們把傳統的IMU和與車身、GPS等資訊融合的演算法組合在一起的系統稱為廣義的、針對自動駕駛的IMU,在機器人系統中,IMU一般安裝在機器人座標系原點。因此傳感器外參數標定的核心是得到所有傳感器到機器人座標系原點的轉換關系。。