基于多点姿态采样的串联型机器人运动学参数标定方法技术
【技术实现步骤摘要】
基于多点姿态采样的串联型机器人运动学参数标定方法
本专利技术属于机器人标定相关
，更具体地，涉及一种基于多点姿态采样的串联型机器人运动学参数标定方法。
技术介绍
随着人们对工业机器人定位精度的要求不断提高，工业机器人的运动学参数的标定被越来越多的要求提高精度和采用更便捷有效的方法进行精确标定。工业机器人运动学参数分为连杆长度参数和关节零点参数，为了实现运动学参数的标定，现有的标定方法主要包括以下三种：1.激光跟踪仪标定：使用激光测量仪精确测量工业机器人手爪坐标系的位置和姿态，并建模进行参数求解。2.拉线法标定：使用拉线设备精确测量工业机器人与固定点之间的相对距离，通过相对距离建模并进行参数求解。3.标定快标定：使用标定块或者标定孔确定工业机器人手爪坐标系位置间的相对距离，并通过相对距离来建模以进行参数求解。采用激光跟踪仪或者拉线法进行标定，采样过程简单，数据精确，但是设备昂贵。采用标定快进行标定只使用了相对距离进行标定，可测量的相对距离有限，且采样点数量少，误差标定效果不好。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于多点姿态采样的...
【技术保护点】
一种基于多点姿态采样的串联型机器人运动学参数标定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)确定笛卡尔坐标空间中的一个固定点，使待标定的串联型机器人的工具中心与所述固定点接触，同时采集所述串联型机器人在初始状态下的关节变量值；(2)根据所述串联型机器人在笛卡尔坐标系下的运动学模型及所述串联型机器人在初始状态下的连杆参数值来确定所述工具中心的初始位置矢量；(3)操作所述串联型机器人来使所述串联型机器人的工具中心多次以不同的姿态围绕所述固定点旋转，以接触所述固定点，同时采集每次旋转对应的关节变量值；(4)根据采集到的多组关节变量值及所述工具中心的初始位置矢量来确定所述串联型机器...
【技术特征摘要】
1.一种基于多点姿态采样的串联型机器人运动学参数标定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)确定笛卡尔坐标空间中的一个固定点，使待标定的串联型机器人的工具中心与所述固定点接触，同时采集所述串联型机器人在初始状态下的关节变量值；(2)根据所述串联型机器人在笛卡尔坐标系下的运动学模型及所述串联型机器人在初始状态下的连杆参数值来确定所述工具中心的初始位置矢量；(3)操作所述串联型机器人来使所述串联型机器人的工具中心多次以不同的姿态围绕所述固定点旋转，以接触所述固定点，同时采集每次旋转对应的关节变量值；(4)根据采集到的多组关节变量值及所述工具中心的初始位置矢量来确定所述串联型机器人的运动学参数的最优误差补偿值，以采用所述最优误差补偿值对所述串联型机器人的运动学参数进行补偿，然后，测量所述串联型机器人的绝对定位精度，若测得的绝对定位精度满足精度要求，则标定完成，否则，转至步骤(1)。2.如权利要求1所述的基于多点姿态采样的串联型机器人运动学参数标定方法，其特征在于：步骤(4)中的最优误差补偿值是采用粒子群优化算法求得的，粒子维数等于待标定的连杆参数数目。3.如权利要求2所述的基于多点姿态采样的串联型机器人运动学参数标定方法，其特征在于：所述串联型机器人的工具中心以不同的姿态围绕所述固定点旋转，使所述工具中心多次与所述固定点接触，每次旋转对应的所述工具中心的位置坐标相同。4.如权利要求1所述的基于多点姿态采样的串联型机器人运动学参数标定方法，其特征在于：所述串联型机器人在初始状态下的连杆参数值包括ai、αi-1、di及θi，其中ai表示第i-1个关节与第i个关节之间的连杆长度；αi-1表示第i-1个关节与第i个关节之间的连杆扭角；di表示第i个连杆相对于第i-1个连杆的关节偏置；θi表示第i个连杆相对于第i-1个连杆的关节夹角。5.如权利要求4所述的基于多点姿态采样的串联型机器人运动学参数标定方法，其特征在于：所述串联型机器人的运动学参数误差包括Δai、Δαi-1、Δdi及Δθi(i＝1,2,...,6)，其中Δai表示实际连杆长度与初始连杆长度之间的差值，Δαi-1表示实际连杆扭角与初始连杆扭角之间的差值，Δdi表示实际关节偏置与初始关节偏置之间的差值，Δθi表示实际关节夹角与初始关节夹角之间的差值。6.如权利要求5所述的基于多点姿态采样的串联型机器人运动学参数标定方法，其特征在于：所述工具中心的初始位置矢量采用以下公式计算获得：
【专利技术属性】
技术研发人员：宋宝，周向东，唐小琦，尹超，余晓菁，熊烁，陈天航，徐意，王昌杰，郭艺璇，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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