一种基于自适应扩展卡尔曼滤波的铆接件视觉伺服精确装配方法

作者：李宗刚; 李彦博; 焦建军; 杜亚江

来源：系统仿真学报, 2023, 1-12.

DOI：10.16182/j.issn1004731x.joss.23-1017

• 铆接
• 多轴孔装配
• 自适应扩展卡尔曼滤波
• 深度在线估计
• 滑模控制

针对工业生产中存在多轴孔铆接件因铆钉数量多、铆钉与铆孔间隙小、铆钉分布不规则等特点，致使装配过程约束复杂，装配精度要求高，难以实现铆接工艺智能化以提升装配效率问题，提出一种基于自适应扩展卡尔曼滤波的铆接件视觉伺服精确装配方法。首先，为实现铆接件装配时的高精度定位，在传统扩展卡尔曼滤波的基础上，引入自适应噪声估计器，消除未知环境下的系统噪声对图像雅可比矩阵估计精度的影响，保证视觉伺服过程中图像雅可比矩阵的高精度估计；其次，为保证铆接件装配时视觉伺服运动轨迹平滑稳定，设计滑模控制器，对铆接件进行轨迹跟踪，同时引入最小二乘法对铆接件图像特征深度信息进行实时在线估计，实现铆接件的高精度装配；最后，以6自由度机器人建立仿真模型，结果表明在分布不规则的铆钉中选取4个铆钉的圆心点特征作为控制输入，通过设计的视觉伺服控制器能够完成铆接件的高精度多轴孔装配，提高了铆接工艺中关键工序的智能化水平。

• 单位
  兰州交通大学; 机电工程学院