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标定中的工具中心点

2021-08-24汽车

「工具中心点」的英文名称为「Tool Central Point」,简写为「TCP」。初始状态的工具中心点(TCP)是工具坐标系(Tool Coordinate System)的原点。当我们以手动(Jogging)或者编程(Programming)的方式让机器人去接近空间的某一点时,其本质是让工具中心点去接近该点。因此可以说机器人的轨迹运动,就是工具中心点(TCP)的运动。

同一个机器人可以因为挂载不同的工具,而有不同的工具中心点;但是同一时刻,机器人只能处理一个工具中心点。比如,使用不同尺寸的焊枪,其枪口的位置肯定是不同的;但我们一次只能用一把焊枪,不能同时用两个。工具中心点(TCP)有两种基本类型:移动式工具中心点(Moving TCP)和静态工具中心点(Stationary TCP):

移动式工具中心点(Moving TCP)比较常见,它的特点是会随着机器人手臂的运动而运动。比如焊接机器人的焊枪、搬运机器人的夹具等。

静态工具中心点(Stationary TCP)是以机器人本体以外的某个点作为中心点,机器人携带工件围绕该点做轨迹运动。比如在某些涂胶工艺中,胶枪喷嘴是固定的,机器人抓取玻璃围绕胶枪喷嘴做轨迹运动,该胶枪喷嘴就是静态工具中心点。

机器人调试时首先要设置工具数据(Tool Data),其内容包括设置工具中心点(TCP)、工具的重量和重心。一般来说机器人出场时有一个默认的工具数据(如ABB机器人的tool0定义了TCP在机器人第六轴法兰盘的中心处)定义了机器人的中心点。对于自动驾驶的车辆中心点,建议使用车辆控制时对齐规划路径点的车辆上的位置点。百度使用的是IMU坐标系。IMU的全称是inertial measurement unit,即惯性测量单元,通常由陀螺仪、加速剂和算法处理单元组成,通过对加速度和旋转角度的测量得出自体的运动轨迹,在导航中有着很重要的应用价值。我们把传统的IMU和与车身、GPS等信息融合的算法组合在一起的系统称为广义的、针对自动驾驶的IMU,在机器人系统中,IMU一般安装在机器人坐标系原点。因此传感器外参数标定的核心是得到所有传感器到机器人坐标系原点的转换关系。。