徐州市检验检测中心破解机器人空间位置姿态测量难题

       7月20日，江苏省市场监督管理局在徐州组织专家对徐州市检验检测中心(江苏省特种机器人质检中心）承担的江苏省市场监督管理局科技计划项目“三维空间刚体位姿光学跟踪检测及校准方法研究”(项目编号:KJ196013)进行验收。 验收专家组听取了项目组的汇报，查阅了相关验收材料，经过质询和合议，一致通过该项目验收。

       项目研发背景
       近年来，“机器人革命”正在成为“第三次工业革命”的一个切入点和重要增长点，将影响全球制造业格局。特种作业机器人，特别是消防机器人、防爆机器人由于工作环境恶劣，多用于大空间、非结构化地形，其行走、越障能力的检测需要大空间、高精度的位置姿态检测系统；服务机器人作为移动机器人，工作在人流量较大的室内场所，对其安全性和导航性能有更高的要求，因此对其导航定位的位姿精度要求也同样需要高精度的检测来保障。目前，由于光学动作捕捉系统优秀的空间捕捉特性，已广泛应用于各领域。但作为专业的检测系统，在机器人和智能机械装备领域内常见的机械臂、旋转云台等高精度的机械运动副的空间姿态的测量方面，缺乏一般性的测量工装及测量方法，更缺乏对其测量精度进行评估的方法，造成了在智能机械检测领域的短板。随着机器人和人工智能技术的发展，越来越多的智能化的产品在进行研发，多点大空间高精度的空间位置姿态测量需求大量增加，解决光学动作捕捉系统的机械运动副的高精度测量成为了亟待解决的问题。

       项目研发意义

       研究出一套通用的评测指标与测试方法，用于评估光学动作捕捉系统的性能，有助于推动光学动作捕捉系统的改进和创新。通过项目研究，不仅能够为移动机器人、智能工程机械等智能装备设计生产企业提供检测、产品研发辅助等第三方服务，亦能够为高校、科研院所提供相应的试验平台。项目研究不仅能够提升对移动机器人的检测能力，还能促进移动机器人的标准化工作，助推我国移动机器人产业发展。

       项目研发成果

       该项目研究了三维空间刚体光学动作捕捉测量系统，通过对刚体运动位姿精度的研究和试验比较，提出了光学动作捕捉测量系统的检测及其校准方法，得出系统的空间误差分布规律，提高了测量系统的准确性及稳定性，项目研究成果填补了智能工程机械等三维空间刚体位姿参数检测方法的空白。该项目研制测试装置1套，新产品1个，获国家授权专利3项，其中发明专利1项，实用新型专利2项。

       项目推广应用

       该项目研究成果具有广泛的推广应用前景，推进了光学跟踪系统在位姿特性检测中的应用；填补当前国内外尚无行之有效的三维空间刚体位姿检测及校准技术方法的空白，从而提升了我国在三维空间刚体位姿检测领域的检测能力和水平，更好地服务企业和社会。该项目研发团队表示，该项目对光学跟踪系统的测试及计量方法进行了初步的方法研究，接下来的研究会进一步深入，并形成具体的测试及计量规范。