运动学标定

实测机器人末端位置，反推并修正模型里的连杆长度、关节零位等几何参数。

控制器用一套名义运动学参数（如 DH 参数：连杆长度、扭角、偏距、关节零位）算末端位置，但加工装配公差和磨损会让真实参数偏离图纸，结果是重复定位精度（回到同一点）高、绝对定位精度（到达指定坐标）差。运动学标定就是修正这套参数：让机器人摆出多组姿态，用激光跟踪仪、相机等外部设备测出末端真实位置，与模型预测对比，用最小二乘等优化反解出参数误差，再写回控制器补偿。通常分三级：一级只标关节零位（编码器读数与真实角度的偏差），二级标全部几何参数，三级再加上关节柔性、摩擦等非几何误差。据维基百科，六轴工业机器人标定后绝对精度可提高约一个数量级，多数情况下误差降到 1 毫米以内。

例子离线编程或多台同型号机械臂共用一套轨迹时，未标定的机器落点会各不相同。一种做法是在末端装标定板，用单目相机在几十个姿态下拍照，以像素重投影误差为目标优化出修正后的 DH 参数（arXiv:2005.08420）。

也叫

DH 参数标定、几何参数标定、机器人标定

相关

DH参数、改进 DH 参数、零位标定（零点标定）、绝对定位精度、重复定位精度、手眼标定

来源

Wikipedia: Robot calibration
A Visual Kinematics Calibration Method for Manipulator Based on Nonlinear Optimization (arXiv:2005.08420)
Bayesian Optimal Experimental Design for Robot Kinematic Calibration (arXiv:2409.10802)