术语表
- ArUco 标记
- 一种黑白方形图案,相机可以识别它并解码出 ID,还能据此算出图案的位置和姿态。在
模块 10 中使用。
- 基坐标系(base frame)
- 固定在机械臂底座上的坐标系。“移动到 X 200、Y 0、Z 150”通常指的就是这个坐标系。
- 总线
- 把控制板依次连接到每个舵机的那一条两线线路,同时传输电源和数据。一处断开,下游
全部失去响应。
- 校准
- 让软件知道机械臂的真实位置。课程中有三种:
零位、运动范围和相机。
- CIRC
- 圆弧运动——工具沿一段圆弧移动。模块 6 中三种运动类型之一。
- 自由度(DOF)
- 机械臂能够独立运动的一种方式。SO-ARM101 有五个,外加夹爪。
- 编码器
- 舵机内部报告轴角度的传感器。STS3215 的编码器为 12 位:每圈 4096 个计数,每个约
0.088°。
- 末端执行器
- 装在机械臂末端干活的东西——这里是夹爪,或者夹在夹爪里的铅笔。
- 正运动学
- 输入关节角度,输出工具位置。
- 夹爪力
- 夹爪夹得有多紧。模块 5 让你找出“夹不住物体”和“把物体夹坏”之间的区间。
- HOME 姿态
- 校准零位之前让机械臂摆出的参考姿态。把它摆对,就是这项校准的全部。
- HSV
- 色相、饱和度、明度——一种描述颜色的方式,它把“什么颜色”与“多鲜艳”“多亮”分开,
所以颜色阈值分割在 HSV 而不是 RGB 中进行。模块 7。
- 逆运动学(IK)
- 输入工具位置,输出关节角度。比正运动学更难,也是模块 10 能够瞄准标记的原因。
- 关节
- 一个有动力的轴。沿机械臂编号为 J1 到 J6。
- LIN
- 直线运动——工具沿直线移动,不管关节为此需要怎样配合。
- 形态学
- 腐蚀和膨胀,作用于二值掩膜,用来去除噪点、填补孔洞。顺序很重要;模块 7 会让你
自己弄明白为什么。
- PID
- 比例-积分-微分控制。三个增益,把“我偏了多少”变成“我要用多大力度纠正”。在模块 8
中手动整定。
- PTP
- 点到点——从 A 到 B 最快的运动,不保证中间的路径。
- 重复定位精度
- 机械臂多次尝试时回到同一位置的接近程度。它不同于准确度,准确度是指它离你要求的
位置有多近。在模块 3 中测量。
- 舵机
- 电机、减速箱、编码器和控制器集成在一起的部件,接收目标位置并保持住。
- STS3215
- 两款受支持的机械臂通用的 Feetech 总线舵机。
- 遥操作
- 直接驱动机械臂——这里是用键盘,或者移动主动臂,让从动臂跟随。
- 工具坐标系(tool frame)
- 固连在末端执行器上的坐标系。模块 6 中的四点校准告诉软件铅笔尖在其中的位置。
- 扭矩使能(torque enable)
- 舵机是否在主动保持位置。关闭时机械臂是松软的,可以用手摆姿态——Lab 在连接后
立即就是这样做的。
- URDF
- Unified Robot Description Format:描述机械臂连杆、关节和限位的文件。3D 视图渲染
的是它,IK 求解依据的也是它。
- 虚拟机械臂
- 与真实机械臂具有相同关节和限位的仿真机器人,在没有连接硬件时使用。
- Web Bluetooth / Web Serial
- 让网页与设备通信的浏览器 API。只有 Chromium 浏览器具备,所以 Lab 需要 Chrome。
- 工作空间
- 工具能够到达的所有位置。模块 4 让你绘制自己的工作空间,包括那些只能勉强够到的
区域。