一种基于电磁波测距的DH参数校准方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于电磁波测距的DH参数校准方法及系统，涉及新一代信息技术。针对现有技术中校正误差不方便或成本高的问题提出本方案，在理论上不移动末端关节的情况下测量关节空间变化后的实际姿态，从而推算出机器人各关节的DH参数误差。其优点在于，首次将电磁波测距的技术应用于机器人学的DH参数的校准，可以在局部空间范围，通过多个电磁波测距仪仅仅测量机器人末端操作臂的坐标即可实现，而姿态变化限制性很低。简单快捷的得到任何一台机器人DH参数的误差，减少了实验的工作量，相对于光学三位测距仪校准需要整个实验空间的布置设备，大大降低了测量的成本。同时也不需要在已有的实验数据的基础下去校正参数，可适用于任意一台机器人。适用于任意一台机器人。适用于任意一台机器人。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电磁波测距的DH参数校准方法及系统


[0001]本专利技术涉及机器人控制技术，尤其涉及一种基于电磁波测距的DH参数校准方法及系统。

技术介绍

[0002]机器人DH参数是机器人运动学及轨迹规划等一系列机器人学研究的基础。通过DH参数模型，可以推导出末端关节的位姿，进而将关节坐标映射到笛卡尔坐标系上，可以实现基坐标系、腕坐标系、工具坐标系和工作台坐标系的转换。但是，由于主动关节错误、运动学错误和非运动学错误等不良因素的存在，造成机器人DH参数模型出现误差。这直接影响到机器人位姿状态的精度以及加工的精度，因而机器人DH参数校准显得尤为重要。
[0003]现有的DH参数校准方法有很多，常见的方法如下：
[0004](1)基于机器人的位置姿态的数据，主要通过仿真模拟软件去实现对测量值的拟合，补偿DH参数上的误差。通过这种方式，绝对位置精度可提升0.2mm。但该方法需要大量的数据拟合，不能在一台新的没有数据依托的机器人下进行校准。
[0005](2)采用光学三位测距仪校准机器人，该方法通过对机器人关节放置光学靶点，对机器人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁波测距的DH参数校准方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在机器人末端关节设置球形末端机构，在所述球形末端机构下方设置电磁波测距仪阵列；S2、在控制程序中保持球形末端机构位置处于估计姿态{X
r
,Y
r
,Z
r
}不变的情况下，改变机器人的关节状态空间；S3、通过电磁波测距仪阵列获取球形末端机构的测量姿态{X
m
,Y
m
,Z
m
}；得到当前位置的测量姿态{X
m
,Y
m
,Z
m
}与估计姿态{X
r
,Y
r
,Z
r
}的方程式其中，Tr
‑1是估计姿态的逆矩阵，Tm是测量姿态的矩阵，δα,δβ,δγ分别是笛卡尔坐标上的方位误差，dX,dY,dZ分别是同一坐标上的定位误差；S4、求解出电磁波测距仪阵列对应当前位置测量位姿的一组定位误差；S5、根据机器人关节总数I，循环步骤S2至步骤S4以获取不少于A*I/3个不同方程式及其对应的每组定位误差；S6、根据A*I/3组以上的定位误差结合数学算法，推导出每个关节对应的A个DH参数；S7、将每个关节对应的DH参数更新至所述控制程序。2.根据权利要求1所述基于电磁波测距的DH参数校准方法，其特征在于，所述电磁波测距仪阵列在边长为2L的四方形上，每个角设置一个电磁波测距仪；所述球形末端机构位于所述四方形的中心法线上。3.根据权利要求2所述基于电磁波测距的DH参数校准方法，其特征在于，每个关节的DH参数为四个，即A＝4，分别为：a
i
：沿着X
i
轴从位置Z
i
移动到位置Z
i+1
的距离；α
i
：绕着X
i
轴从位置Z
i
转到位置Z
i+1
的角度；d
i
：沿着Z
i
轴从位置X
i
‑1移动到X
i
的距离；θ
i
：绕着Z
i
轴从位置X
i
‑1到X
i
的角度。4.根据权利要求3所述基于电磁波测距的DH参数校准方法，其特征在于，所述的机器人的关节数为六个，即I＝6。5.根据权利要求4所述基于电磁波测距的DH参数校准方法，其特征在于，四个电磁波测距仪相对球形末端机构得到四组不同的方程...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴凯，李家全，高德华，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：