基于视觉反馈的复合机器人动态误差补偿方法技术

本发明专利技术公开了一种基于视觉反馈的复合机器人动态误差补偿方法，在复合机器人到达设定的工位后，利用机械臂上的第一摄像机获取机械臂的初始位置，进而获取机械臂的初始位置与理论位置之间的静态误差并对静态误差进行补偿，能够消除机械臂的静态误差；利用设置的AGV上的第二摄像机获取AGV的初始位置后，使机械臂按照预设的移动轨迹和姿态移动；在机械臂移动过程中，在设定时间步Δt利用第二摄像机对定位标签拍照以获取由于机械臂的转动惯量导致的AGV与初始位置之间的位置误差，AGV的位置误差超过设定阈值后，对机械臂进行动态误差补偿，直至机械臂到达终点位置；如此，通过对机械臂的初始静态误差以及移动过程中的动态误差进行补偿，能够有效提高作业精度。能够有效提高作业精度。能够有效提高作业精度。

【技术实现步骤摘要】
基于视觉反馈的复合机器人动态误差补偿方法


[0001]本专利技术属于自动化控制
，具体的为一种基于视觉反馈的复合机器人动态误差补偿方法。

技术介绍

[0002]复合机器人已成为工业自动化的重要工具之一，尤其在零部件组装环节的应用越来越广泛。复合机器人一般由AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引运输车)和机械臂组成，机械臂安装在AGV上。在复合机器人执行作业过程中，利用AGV移动到指定位置，而后驱动机械臂动作，以实现对物料执行抓取、组装、搬运、装卸等作业。然而，由于机械臂转动时会产生角动量，进而对AGV施加反向力的作用。在该反向力的作用下，会导致AGV产生晃动甚至相对于地面移动，最终导致复合机器人的作业精度。
[0003]公开号为CN109591051B的中国专利公开了一种复合机器人作业精度补偿方法，其通过在数据库内预设复合机器人执行特定动作与补偿值之间的对应关系表，在复合机器人执行特定动作时，调用与其对应的补偿值以控制复合机器人进行误差补偿。该复合机器人作业精度补偿方法虽然在一定程度上能够提交作业精度，但仍存在以下不足：
[0004]1)没有考虑复合机器人与工位之间的定位误差：复合机器人每次移动到对应工位时，均存在定位误差，且复合机器人与同一工位之间不同时刻的定位误差以及复合机器人与不同工位之间的定位误差不尽相同；但该方法仅能够按照设定标准执行特定动作和根据对应的补偿值进行误差补偿，没有考虑到复合机器人与工位之间本身存在的定位误差；
[0005]2)AGV的移动误差由机械臂转动时的角动量引起，而机械臂转动时的角动量与机械臂质量、质心位置和转动角速度相关，且在机械臂转动过程中，质心位置和转动角速度均会不断发生变化；因此，若要每次的补偿值均相同，则要求机械臂在每次执行对应的特定动作时的质心位置随时间的变化的曲线以及转动角速度随时间变化的曲线完全保持一致；但由于不同工位的作业环境以及工业控制误差等因素影响，要保持每次执行特定动作时保持完全一致性的难度较大。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于视觉反馈的复合机器人动态误差补偿方法，不仅能够补偿机械臂的初始静态误差，而且能够实时获取AGV的动态误差并实现误差的动态补偿，以提高作业精度。
[0007]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种基于视觉反馈的复合机器人动态误差补偿方法，包括如下步骤：
[0009]步骤一：驱动复合机器人移动到设定工位并停止；
[0010]步骤二：利用设置在机械臂上的第一摄像机获取机械臂的初始位置，根据机械臂的初始位置与理论位置之间的定位误差获取机械臂的静态误差补偿值Δe
s
；
[0011]利用设置在AGV上的第二摄像机获取与该工位对应的定位标签的图像信息，利用
定位标签的图像信息获取AGV的初始位置；
[0012]步骤三：驱动机械臂移动，对机械臂进行静态误差补偿和动态误差补偿；其中，对机械臂进行动态误差补偿的方法为：
[0013]31)：在距离第二摄像机上一次拍照的设定时间间隔Δt时，利用第二摄像机获取与该工位对应的定位标签的图像信息；
[0014]32)：根据定位标签的图像信息获取AGV在当前时刻的实际位置和初始位置之间的位置误差Δe
d
；
[0015]33)：判断位置误差是否大于等于设定阈值：若是，则以位置误差获得当前对机械臂的动态误差补偿值，对机械臂进行动态误差补偿；若否，则不进行动态误差补偿；
[0016]34)：判断机械臂是否到达终点位置：若是，则完成动态误差补偿；若否，则驱动机械臂按照设定轨迹继续动作，执行步骤31)。
[0017]进一步，所述步骤32)中，根据定位标签的图像信息获取AGV在当前时刻的定位误差的方法为：
[0018]321)处理图像信息获取特征点的像素坐标；
[0019]322)构建与AGV同步移动的移动坐标系，将像素坐标系转换至移动坐标系，获得特征点在移动坐标系的实际坐标值；
[0020]323)利用特征点在移动坐标系中的实际坐标值和理论坐标值，计算得到AGV在当前时刻的实际位置和初始位置之间的位置误差。
[0021]进一步，所述步骤321)中，图像信息的处理方法为：
[0022]3211)利用加强平均值对图像信息进行灰度化处理；
[0023]3212)对经灰度化处理后的图像信息进行滤波处理，并保留图像信息中的特征点信息；
[0024]3213)对图像进行二值化处理；
[0025]3214)创建像素坐标系，得到特征点在像素坐标系内的像素坐标。
[0026]进一步，所述步骤33)中，以位置误差获得机械臂动态误差补偿值的方法为：
[0027]ΔU＝KΔE
[0028]其中，ΔU和ΔE分别表示Δu和Δe的频域变换；Δu表示动态误差补偿控制器的时域输出；Δe表示AGV的实际位置和初始位置之间的综合位置误差，并且满足Δe＝Δe
s
+Δe
d
；K表示动态误差补偿控制器。
[0029]进一步，所述动态误差补偿控制器K采用PID控制器、模糊PID控制器、鲁棒控制器、自适应控制器或神经网络控制器等。
[0030]本专利技术的有益效果在于：
[0031]本专利技术基于视觉反馈的复合机器人动态误差补偿方法，首先到复合机器人到达设定的工位后，利用机械臂上的第一摄像机获取机械臂的初始位置，进而获取机械臂的初始位置与理论位置之间的静态误差并对静态误差进行补偿，能够消除复合机器人在不同时刻到达同一工位以及与不同工位之间存在的不同静态误差；利用设置的AGV上的第二摄像机获取AGV的初始位置后，使机械臂按照预设的移动轨迹和姿态移动；在机械臂移动过程中，在设定时间步Δt利用第二摄像机对定位标签拍照以获取由于机械臂的转动惯量导致的AGV与初始位置之间的位置误差，AGV的位置误差超过设定阈值后，对机械臂进行动态误差
补偿，直至机械臂到达终点位置；如此，通过对机械臂的初始静态误差以及移动过程中的动态误差进行补偿，能够有效提高作业精度。
附图说明
[0032]为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：
[0033]图1为本专利技术基于视觉反馈的复合机器人动态误差补偿方法实施例的流程图。
具体实施方式
[0034]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0035]如图1所示，本实施例的基于视觉反馈的复合机器人动态误差补偿方法，包括如下步骤。
[0036]步骤一：驱动复合机器人移动到设定工位并停止。
[0037]步骤二：利用设置在机械臂上的第一摄像机获取机械臂的初始位置，根据机械臂的初始位置与理论位置之间的定位误差获取机械本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉反馈的复合机器人动态误差补偿方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：驱动复合机器人移动到设定工位并停止；步骤二：利用设置在机械臂上的第一摄像机获取机械臂的初始位置，根据机械臂的初始位置与理论位置之间的定位误差获取机械臂的静态误差补偿值Δe
s
；利用设置在AGV上的第二摄像机获取与该工位对应的定位标签的图像信息，利用定位标签的图像信息获取AGV的初始位置；步骤三：驱动机械臂移动，对机械臂进行静态误差补偿和动态误差补偿；其中，对机械臂进行动态误差补偿的方法为：31)在距离第二摄像机上一次拍照的设定时间间隔Δt时，利用第二摄像机获取与该工位对应的定位标签的图像信息；32)：根据定位标签的图像信息获取AGV在当前时刻的实际位置和初始位置之间的位置误差Δe
d
；33)：判断位置误差是否大于等于设定阈值：若是，则以位置误差获得当前对机械臂的动态误差补偿值，对机械臂进行动态误差补偿；若否，则不进行动态误差补偿；34)：判断机械臂是否到达终点位置：若是，则完成动态误差补偿；若否，则驱动机械臂按照设定轨迹继续动作，执行步骤31)。2.根据权利要求1所述基于视觉反馈的复合机器人动态误差补偿方法，其特征在于：所述步骤32)中，根据定位标签的图像信息获取AGV在当前时刻的定位误差的方法为：321)处理图像信息获取特征点的像素坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐冠华，吴洪宇，陆昱翔，邓荣新，陈叶磊，
申请(专利权)人：苏州兰里智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：