CN108908337B - 基于数字散斑干涉的机械手重复定位精度测量装置和方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于数字散斑干涉的机械手重复定位精度测量装置，包括机械手，机械手包括其末端用于安装手爪部的手臂部，还包括：设置于所述手臂部末端的纳米调整台，其位置与地面相对固定的、且具有漫反射表面的定位靶，用于向所述定位靶的漫反射表面发射定位光束的激光发生单元，用于接收从所述漫反射表面反射的光线从而在其内呈现散斑图像、且与所述纳米调整台电路连接的定位相机；所述激光发生单元末端的出光元件以及所述定位相机均固定于所述纳米调整台上。本申请能够非常精确测量机械手重复定位的精度，全面提升机械手重复定位测量的技术水平。

Description

基于数字散斑干涉的机械手重复定位精度测量装置和方法

技术领域

本申请涉及机械手定位技术领域，具体涉及一种基于数字散斑干涉技术的机械手重复定位精度测量装置和方法。

背景技术

机械手重复定位精度是指在机械手上反复运行同一程序代码所得到的位置和姿态(以下简称位姿)精度的一致程度，是评价机械手加工精度等级的重要指标之一，也是对机械手实施误差补偿的前提和基础，它的准确性直接影响着机械手的产品质量。

近年来，随着自动化技术的不断发展，各种机械手在加工行业中已逐渐普及，其机械精度、运动控制、人机交互等技术都达到了较高水平，但是，在机械手主要应用领域空间点定位加工(如：点焊、装配等)中，其末端重复定位精密测量技术相对滞后，一直是阻碍机械手检测技术发展的主要原因之一。机械手重复定位测量是位姿检测(X、Y、Z三个轴及对应三个旋转轴)，其精度要求高、方法要适宜，而现有检测都是用一维测量组合方法来实现的，其主要有以下不足：

1、使用三个一维千分尺(或拉线编码器)分三个相互垂直方向进行组合测量，测量架设结构复杂、接触式测量、调试工作量大，测量精度低且读取数值不方便，无法直接实现姿态测量和多点测量。

2、使用三个方向相互垂直的一维激光测距传感器组合测量，在不同垂直方向和位置上安装、调校反光镜或光路等工作量大，三组测量数据需根据安装相对位置不同而转换为三维坐标，无法直接实现姿态测量和多点测量。

3、使用三个方向互相垂直的一维激光测距传感器加陀螺仪方法，来测量三维坐标和姿态，缺点是陀螺仪精度不高、四组测量数据需根据安装相对位置不同转换为三维坐标和姿态，无法实现多维一体化位姿重复定位测量。

4、使用三维激光扫描仪测量机械手空间形状，进而换算出姿态数据，但该设备测量精度低、对环境要求高、占用空间大，成本也很高。

上述问题多年来一直未得到有效地改善。因此，改变机械手重复定位测量技术的落后面貌，使测量技术更加科学化、智慧化、自动化和精准化对数控机械手技术进步具有重要的意义。

发明内容

本申请目的是：针对上述问题，本申请提供一种基于激光散斑干涉技术的机械手重复定位精度测量装置和方法，其能够非常精确测量机械手重复定位的精度，全面提升了机械手重复定位测量的技术水平。

本申请的技术方案是：

一种基于数字散斑干涉的机械手重复定位精度测量装置，包括机械手，所述机械手包括其末端用于安装手爪部的手臂部，还包括：

设置于所述手臂部末端的纳米调整台，

其位置与地面相对固定的、且具有漫反射表面的定位靶，

用于向所述定位靶的漫反射表面发射定位光束的激光发生单元，以及

用于接收从所述漫反射表面反射的光线从而在其内呈现散斑图像、且与所述纳米调整台电路连接的定位相机；

所述激光发生单元末端的出光元件以及所述定位相机均固定于所述纳米调整台上。

本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述纳米调整台和定位相机均与计算机电路连接。

所述纳米调整台包括：

可沿X轴、Y轴、Z轴平移移动纳米平移台，以及

设置于所述纳米平移台上并能够围绕A轴、B轴、C轴转动的纳米旋转台，所述A轴、B轴、C轴相互垂直布置；

所述激光发生单元末端的出光元件以及所述定位相机均固定于所述纳米旋转台上。

所述A轴与所述X轴同向延伸设置，所述B轴与所述X轴同向延伸设置，所述C轴与所述Z轴同向延伸设置。

所述激光发生单元包括沿着光路方向依次设置的：

激光发生器，

光纤，

光纤准直器，

小孔光阑，以及

扩束镜；

所述光纤准直器、所述小孔光阑和所述扩束镜均固定于所述纳米调整台上。

所述定位靶的所述漫反射靶面上设置有沿圆周方向均匀布置的三个镜面，所述三个镜面处于同一平面内，所述定位相机处固定设置有与所述三个镜面分别对应的三个激光位移传感器。

所述定位靶的所述漫反射靶面刻制有圆的“O”形图案以及位于所述“O”形图案中心处的“十”字形图案。

一种基于数字散斑干涉的机械手重复定位精度测量装置，包括机械手，所述机械手包括其末端用于安装手爪部的手臂部；

所述手臂部的所述末端还设置有一纳米调整台，所述纳米调整台上安装有具有漫反射表面的定位靶，还包括：

用于向所述定位靶的漫反射表面发射定位光束的激光发生单元，以及

用于接收从所述漫反射表面反射的光线从而在其内呈现散斑图像、且与所述纳米调整台电路连接的定位相机；

所述激光发生单元末端的出光元件以及所述定位相机的位置与地面相对固定。

一种机械手重复定位方法，采用上述机构的机械手重复定位精度测量装置进行，包括：

获取并记录所述机械手处于初始位姿时、所述定位靶的漫反射靶面在所述定位相机中呈现的初始散斑图；所述机械手重复定位时，通过所述纳米调整台的动作调整所述激光发生单元末端的出光元件和所述定位相机/所述定位靶的位姿，而使得所述定位靶的漫反射靶面在所述定位相机中呈现的当前散斑图与所述初始散斑图一致。

所述机械手重复定位时，若所述定位靶漫反射靶面在所述定位相机中呈现的当前散斑图与初始散斑图不一致，通过计算处理而在计算机中呈现当前散斑图与初始散斑图的干涉条纹图，通过对所述干涉条纹图的计算分析，控制所述纳米调整台动作而带动所述激光发生单元末端的出光元件和所述定位相机/所述定位靶移动，直至所述干涉条纹图完全消失。

本申请的优点是：

1、本申请是基于激光数字散斑干涉法的非接触重复定位测量方法，其首次提出了以“散斑图”面域(面区域而非细光束点)作为空间定位测量工具，全面提高了重复定位测量精度。

2、本申请实现多维一体化位姿重复定位测量，避免因三个一维组合或多次分别测量所引起的误差。

3、根据散斑干涉条纹图，创新采用条纹图像微差比对测量与纳米平台数字化精密调控相结合的测量方法，比图像细分亚像素插值法的测量精度更高

4、本申请利用激光数字散斑干涉测量为“面”域测量，测量精度高(小于0.3微米)，测量方法优(非常适合机械手重复精密定位测量)、性价比高，抗干扰性强、稳定性好。

5、相对靶面的离面位移偏差和离面旋转偏差虽然由激光位移传感器检测(三点测量)，但最终位置仍同时采用散斑图像相关原理予以甄别(面测量)，上述“点”、“面”双法确保离面检测的精度。

6、本申请可根据需要，灵活增加多个靶面装置以实现多点重复精密定位测量。使用时不需要架设复杂装置和人工调节，视觉检测装置数字化位姿调整非常灵活方便。

7、本装置与机械手控制器联接协同，可根据测量结果，自动实施机械手位置误差补偿。

附图说明

下面结合附图及实施例对本申请作进一步描述：

图1为本申请实施例一中机械手重复定位精度测量装置的整体结构示意图；

图2为本申请实施例一中机械手重复定位精度测量装置除定位靶之外的结构示意图；

图3为本申请实施例一中机械手重复定位精度测量装置的局部结构示意图；

图4为本申请实施例一中机械手重复定位精度测量装置的原理图；

图5为本申请实施例一中定位靶靶面的结构示意图；

图6为本申请实施例一中定位靶靶面上四个子区域的结构示意图；

图7为本申请实施例一中面内两子区域干涉条纹变化图；

图8为本申请实施例二中机械手重复定位精度测量装置的结构示意图；

其中：1-底座，2-手臂部，3-机械手控制器，4-纳米调整台，401-纳米平移台，402-纳米旋转台，5-定位靶，6-定位相机，7-计算机，8-激光位移传感器，9-激光发生器，10-光纤，11-光纤准直器，13-扩束镜，14-镜面。

具体实施方式

实施例一：

图1至图7示出了本申请这种基于数字散斑干涉的机械手重复定位精度测量装置的一个具体实施例，其包括机械手，机械手包括：底座1、手臂部2、手爪部(图中未画出)和机械手控制器3。其中手臂部2的首端(图1中下端)连接于前述底座1上，手臂部2的末端(图1中上端)安装前述手爪部。工作时，手臂部2动作以带动其末端的手爪部移动至工作位置，之后手爪部动作而直接抓取/松开相应的工件。机械手控制器3与前述手臂部和手爪部均电路连接、以控制前述手臂部和所述手爪部动作。底座1为固定件，工作时底座1的位置相对于地面固定不变。当然，有些机械手的底座1在工作过程中会进行移动，还有些机械手并不带有底座结构。

本实施例的关键改进在于该装置还配置有：纳米调整台4，定位靶5，激光发生单元和定位相机6。其中：

定位靶5的表面呈微颗粒状结构，即定位靶5具有表面粗糙(与激光波长相比)的漫反射靶面。定位靶5固定在上述底座1附近、并与底座1隔开一定距离，二者的位置相对固定。纳米调整台4设置在机械手手臂部2的末端。激光发生单元末端的出光元件以及定位相机6均固定在纳米调整台4上。其中激光发生单元用于向定位靶5的漫反射表面(靶面)发射定位光束，定位相机6用于接收从定位靶漫反射表面反射的光线、从而在定位相机6内呈现出该定位靶漫反射表面反的散斑图像。定位相机6与纳米调整台4(具体为该纳米调整台的驱动器，包括图3中的纳米旋转台驱动器和纳米平移台驱动器)电路连接，以通过定位相机6拍摄的图像信息控制纳米调整台4运动，具体在下文有详细介绍。

定位相机6和激光发生单元构成视觉检测装置。

具体地，上述纳米调整台4包括纳米平移台401和纳米旋转台402。其中纳米平移台401可沿X轴、Y轴、Z轴三方向平移移动，每轴调节范围100微米(正常机械手误差在0.1毫米之内)，分辩率20纳米。而纳米旋转台402设置于纳米平移台401上，并且纳米旋转台402能够围绕A轴、B轴、C轴转动，每轴调节范围10mrad，分辩率0.1urad。与前述X轴、Y轴、Z轴相同，A轴、B轴、C轴也相互垂直布置。上述的激光发生单元和定位相机6具体安装在纳米旋转台402上，这样就可以借助纳米调整台4的运动，而使得激光发生单元末端的出光元件和定位相机6既能够沿X轴、Y轴、Z轴平移，又能够围绕X轴、Y轴、Z轴转动，如此保证激光发生单元末端出光元件和定位相机6能够处于任一三维姿态。

本实施例所说的X轴、Y轴、Z轴、A轴、B轴、C轴，均为直线轴。而且为了方便对纳米调整台4的运动控制，前述A轴与X轴同向延伸设置(即二者相互平行布置)，B轴与Y轴同向延伸设置，C轴与Z轴同向延伸设置。

上述机械手控制器3、纳米调整台4和定位相机6均与计算机7电路连接。如此实现了纳米调整台4和定位相机6的上述电路连接。

上述激光发生单元包括激光发生器9，光纤10，光纤准直器11，小孔光阑，扩束镜13。激光发生器9产生的激光经光纤10传输给光纤准直器11。

当激光发生单元发出的激光束射向定位靶5粗糙的漫反射靶面时，靶面会散射无数相干子波，这些散射子波相互干涉形成在特定截面上(即定位相机6)的散斑图。由于散斑图具有高度的随机性，即空间中任意两处的散斑图都是不同的，定位相机6采集的散斑图决定了靶面与定位相机6的唯一相对位置关系(靶面不动，如果前后两次拍到的散斑图完全一致，则定位相机6前后位姿相同)。并且如果前后两张散斑图中局部区域上各点的位移和方向都相同，则在傅立叶变换平面上出现的是相同间隔和相同取向的干涉条纹的叠加(以下简称干涉条纹图)，利用干涉条纹图可对前后散斑图局部区域位置关系进行量化。

并且，本实施例中，上述定位靶5基本呈圆形，其漫反射靶面上刻制有圆的“O”形图案以及位于”O”形图案中心处的“十”字形图案，“O”形图案环绕定位靶5漫反射靶面的外缘边布置。而且在定位靶5的漫反射靶面上设置有沿上述”O”形图案的圆周方向均匀布置的三个很小的镜面14，而上述定位相机6处固定设置有与这三个镜面分别对应的三个激光位移传感器8(简称测位仪)。三个镜面14位于同一平面内。其目的获取定位靶5散斑图时，保证定位相机6的镜头与定位靶靶面平行，确保定位相机6的镜头面与初始时镜头面处于一个平面内，消除离面位移(Y轴)偏差和离面转动(绕A、C轴)偏差；即镜头面与初始时位于同一平面内)，以方便测量。

本装置重定位关键技术，首先，巧妙利用激光散斑图的唯一性，决定了靶面与视觉检测装置空间“关系”的唯一性；其次，激光散斑干涉测量精度高；第三，散斑干涉条纹图是对两个不同散斑图相互关系的定量化解析，为视觉检测装置微位移与微姿态调整指明方向和大小；第四，根据第三步，通过纳米调整台调节视觉检测装置微位姿，自动反复趋近并最终让视觉检测装置与靶面的相对位姿与初始位姿完全一致，此时纳米调整台所移动的三维位移量和旋转角度值就是误差值。

并且，本实施例中，上述定位靶5基本呈圆形，其漫反射靶面上刻制有圆的“O”形图案以及位于”O”形图案中心处的“十”字形图案，“O”形图案环绕定位靶5漫反射靶面的外缘边布置。而且在定位靶5的漫反射靶面上设置有沿上述”O”形图案的圆周方向均匀布置的三个很小的镜面14，而上述定位相机6处固定设置有与这三个镜面分别对应的三个激光位移传感器8。其目的是获取定位靶5散斑图时，保证定位相机6的镜头与定位靶靶面平行，并消除离面位移(Y轴)偏差和离面转动(绕A、C轴)偏差，即保证定位相机6的镜头面与初始位置时位于同一平面内。

本实施例巧妙将“散斑图”面域(面区域而非细光束点)作为空间定位测量工具，精准地还原了激光散斑视觉检测装置与靶面的空间关系，从而确保了重复定位精度。实际测量时定位靶被固定在待测位置附近。为了描述和计算方便将靶面初始姿态为竖直并垂直于Y轴，即在XOZ平面内，调整好定位相机6也即激光散斑视觉检测装置与定位靶靶面的相对位置，将定位相机6处的三个测位仪分别对准三个镜面14，位移测量值调整为相同，此时定位相机6的镜头面与靶面平行。当机械手带动其上的激光散斑应变检测设备再次移动到被测点重定位时，根据三个测位仪测量值自动调整纳米调整台，使定位相机6的镜头面与初始时镜头面处于一个平面内，消除了离面位移(Y轴)偏差和离面转动(绕A、C轴)偏差。

上述激光发生单元包括沿着光路方向依次布置的：激光发生器9，光纤10，光纤准直器11，小孔光阑以及扩束镜13。而前述光纤准直器11、小孔光阑和扩束镜13即为上面所说的激光发生单元末端的出光元件，光纤准直器11、小孔光阑和扩束镜13固定在纳米调整台4上。激光发生器9主要由驱动电源和激光头构成。

为便于读者整体理解本装置的工作原理，再参照图1至图7所示，现将本实施例这种定位精度测量装置的测量方法整体介绍如下：

首先在被测点相应位置安装好定位靶5，并使纳米调整台4处于回零位(位移量和旋转量为零)。通过运行程序让机械手的手臂部移动视觉检测装置(定位相机6和激光发生单元)到定位靶5前待测位置，使定位相机6镜头轴线与激光发生单元的激光光路轴线交点位置为靶面中心，三个测位仪细激光束对准三个小镜面14，通过调整使三个测位仪的测量值相同，既视觉检测装置镜头面与靶面平行，此时将纳米调整台定位值、旋转角度设置为零，并拍摄初始靶面图、记录测位仪的初值。运行机械手程序使其移动至另一位置，然后再回到待测点，由于各种因素机械手此时位姿与初始位姿有偏差，定位测量方法分为以下三步：

第一步为图形粗定位。通过当前图像中“十”字和“O”形图案的位置、形状和大小，分别与初始靶面图进行对比，如果精度已满足要求直接进入下一步，否则通过自动调节纳米调整台三维坐标和三轴旋转，使图像中“十”字和圆环图案所处的位置、形状及大小与初始靶面图中一致，此时定位测量精度在±10微米左右。

第二步为离面位移和离面旋转精定位。依据三个测位仪的测量值是否与初始值相同，如果满足要求直接进入下一步，否则根据三测量值之间的偏差关系，自动调整纳米调整台Y轴平移和绕A、C轴旋转，使三个测位仪的测量值与初始值完全相同，此时定位相机镜头面与定位靶靶面平行，而且定位相机镜头面与初始时位于同一平面内，拍摄初始靶面图(初始散斑图)。另外，本实施例为了确保离面定位的精确，采用数字散班图像相关原理对上述处理结果予以验证，验证方法如下：选取当前散斑图像子区域(如R1和R2)，通过相关计算得到子区域在初始散斑图中的相关系数，如果相关系数大于0.85，则说明本次离面定位有效，定位结果正确则转入第三步，否则重新返回第一步。

第三步为面内位移和面内旋转精定位。在靶面散斑图上选取四个子区域(R1、R2、R3、R4，如图5)，通过对现有散斑图与初始散斑图中对应子区域进行求差、傅立叶变换和各种方向滤波等处理后，得到各子区域干涉条纹图。根据四个子区域的条纹方向的一致性可以判断是否存在面内旋转偏差(B轴)，如果不一致则通过调整纳米调整台4的旋转来消除；如果上述四个干涉条纹方向一致，则(暂且)仅有面内位移了，此时X轴和Z轴两个方向位移偏差都可能存在，所以条纹图的取向为二者合成的矢量方向。此时需要根据干涉条纹矢量计算出每个轴(X轴和Z轴)的位移(Y轴已经借助上述三个镜面14和激光位移传感器8进行了对位)，进而调整两个方向纳米调整台的移动，使反映偏差的散斑条纹数不断地减少(表示散斑图的面内位移不断减少。而前述“暂且”的表述解释如下：如果面内位移较大，且面内旋转很小(则条纹方向“暂且”基本一致)，则当在面内位移减少到很小时，条纹方向的不一致才会显现，此时又需要调整纳米调整台来消除旋转，既面内旋转和位移调整可能是交替进行的，两子区域随纳米调整台调整干涉条纹变化见图7。直至为零，即干涉条纹消失(干涉条纹图的条纹数量逐渐减少，并最终完全消失；而非因为大的检测误差而导致的干涉条纹图突然消失)，两个空间散斑图完全重合，此时定位相机6的镜头面与靶面的相对位姿与初始时完全一致，此时纳米调整台所移动的三维位移量和三个角度值便是机械手手臂部末端位置(也即手爪部位置)的误差值。通过激光数字散斑测量方法可以使重复定位分辨率小于激光波长的二分之一，约0.3微米，减小激光波长(如绿激光)还可提高精度，从而确保了重复定位测量精度。

本实施例巧妙实现在同一靶面上协同完成重复位姿测量(为了描述方便将靶面初始姿态为竖直并垂直于Y轴，即在XOZ平面内，以下同)，首先通过三个测位仪检测和纳米平台的调整，使视觉检测装置镜头面每次都在同一平面内并与靶面平行，完成了Y轴和绕A、C轴旋转的重定位；其次，通过散斑面内条纹图像微差比对测量和纳米平台的调整，利用空间散斑图的唯一性实现高精度面内重定位(X、Z轴和绕B轴旋转的重定位)。

本实施例这种定位精度测量方法具有以下特点：

1、采用面域测量方法确定位姿；

2、散斑干涉条纹图是对两个不同散斑图相互关系的定量化解析，为视觉检测装置微位移与微姿态调整指明方向和大小；

3、采用条纹图像微差比对测量与纳米平台数字化精密调控相结合的测量方法，巧妙将激光散斑的“微测量“与纳米平台的“微移动“相结合，采用散斑“面域”位姿测量方法，精准地还原了视觉检测装置与靶面的空间位姿关系，比图像细分亚像素插值法的测量精度更高。

实施例二：

图8示出了本申请这种机械手重复定位精度测量装置的第二个具体实施例，与上述实施例一不同的是，本实施例将定位靶5和视觉检测装置互换了位置。具体地：

将纳米调整台4设置在机械手手臂部2的末端，纳米调整台4上安装定位靶5，由定位相机6和激光发生单元构成的视觉检测装置布置在机械手底座1附近，并且定位相机6和激光发生单元末端的出光元件与底座1的位置相对固定。

本实施例的工作原理与实施例一基本相同，其在精度测量时，通过纳米调整台的动作调整定位靶的位姿，而使得定位靶的漫反射靶面在定位相机中呈现的当前散斑图与初始散斑图一致。在此不再赘述。

当然，上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于数字散斑干涉的机械手重复定位精度测量装置，包括机械手，所述机械手包括其末端用于安装手爪部的手臂部(2)，其特征在于，还包括：

设置于所述手臂部(2)末端的纳米调整台(4)，

其位置与地面相对固定的、且具有漫反射表面的定位靶(5)，

用于向所述定位靶(5)的漫反射表面发射定位光束的激光发生单元，以及

用于接收从所述漫反射表面反射的光线从而在其内呈现散斑图像、且与所述纳米调整台(4)电路连接的定位相机(6)；

所述激光发生单元末端的出光元件以及所述定位相机(6)均固定于所述纳米调整台(4)上；

所述纳米调整台(4)和定位相机(6)均与计算机(7)电路连接；

所述纳米调整台(4)包括：

可沿X轴、Y轴、Z轴平移移动纳米平移台(401)，以及

设置于所述纳米平移台(401)上并能够围绕A轴、B轴、C轴转动的纳米旋转台(402)，所述A轴、B轴、C轴相互垂直布置；

所述激光发生单元末端的出光元件以及所述定位相机(6)均固定于所述纳米旋转台(402)上。

2.如权利要求1所述的基于数字散斑干涉的机械手重复定位精度测量装置，其特征在于，所述A轴与所述X轴同向延伸设置，所述B轴与所述X轴同向延伸设置，所述C轴与所述Z轴同向延伸设置。

3.如权利要求1所述的基于数字散斑干涉的机械手重复定位精度测量装置，其特征在于，所述激光发生单元包括沿着光路方向依次设置的：

激光发生器(9)，

光纤(10)，

光纤准直器(11)，

小孔光阑，以及

扩束镜(13)；

所述光纤准直器(11)、所述小孔光阑和所述扩束镜(13)固定于所述纳米调整台(4)上。

4.如权利要求1所述的基于数字散斑干涉的机械手重复定位精度测量装置，其特征在于，所述定位靶(5)的漫反射表面上设置有沿圆周方向均匀布置的三个镜面(14)，所述三个镜面(14)处于同一平面内，所述定位相机(6)处固定设置有与所述三个镜面分别对应的三个激光位移传感器(8)。

5.如权利要求4所述的基于数字散斑干涉的机械手重复定位精度测量装置，其特征在于，所述定位靶(5)的漫反射表面刻制有圆的“O”形图案以及位于所述“O”形图案中心处的“十”字形图案。

6.一种基于数字散斑干涉的机械手重复定位精度测量装置，包括机械手，所述机械手包括其末端用于安装手爪部的手臂部(2)；

其特征在于，所述手臂部(2)的所述末端还设置有一纳米调整台(4)，所述纳米调整台(4)上安装有具有漫反射表面的定位靶(5)，还包括：

用于向所述定位靶(5)的漫反射表面发射定位光束的激光发生单元，以及

用于接收从所述漫反射表面反射的光线从而在其内呈现散斑图像、且与所述纳米调整台(4)电路连接的定位相机(6)；

所述激光发生单元末端的出光元件以及所述定位相机(6)的位置与地面相对固定；

所述纳米调整台(4)包括：

可沿X轴、Y轴、Z轴平移移动纳米平移台(401)，以及

设置于所述纳米平移台(401)上并能够围绕A轴、B轴、C轴转动的纳米旋转台(402)，所述A轴、B轴、C轴相互垂直布置；

所述激光发生单元末端的出光元件以及所述定位相机(6)均固定于所述纳米旋转台(402)上。

7.一种机械手重复定位方法，其特征在于，采用如权利要求1至5中任一所述的基于数字散斑干涉的机械手重复定位精度测量装置进行，包括：

获取并记录所述机械手处于初始位姿时、所述定位靶(5)的漫反射靶面在所述定位相机(6)中呈现的初始散斑图；所述机械手重复定位时，通过所述纳米调整台(4)的动作调整所述激光发生单元末端的出光元件和所述定位相机(6)的位姿，而使得所述定位靶(5)的漫反射靶面在所述定位相机(6)中呈现的当前散斑图与所述初始散斑图一致。

8.一种如权利要求7所述的机械手重复定位方法，其特征在于，所述机械手重复定位时，若所述定位靶(5)漫反射靶面在所述定位相机(6)中呈现的当前散斑图与初始散斑图不一致，通过计算处理而在计算机(7)中呈现当前散斑图与初始散斑图的干涉条纹图，通过对所述干涉条纹图的计算分析，控制所述纳米调整台(4)动作而带动所述激光发生单元末端的出光元件和所述定位相机(6)移动，直至所述干涉条纹图完全消失。

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