[發明專利]基于神經網絡的工業機器人空間網格精度補償方法

有效

• 申請號: 201210007012.8
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102607552A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 田威;廖文和;周煒;沈建新;周衛雪;賀美華
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G06N3/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.一種基于神經網絡的工業機器人空間網格精度補償方法，其特征在于：

該方法包括如下步驟：

步驟1：在工業機器人的包絡線范圍內，按一定的步長把整個包絡空間均勻地劃分為一系列緊密相鄰相同大小的立方體網格；

步驟2：通過激光跟蹤儀測量并建立機器人基坐標系，在幾個不同的環境溫度水平下用步驟1中劃分的每個立方體網格的八個頂點的理論坐標來控制機器人進行定位，用激光跟蹤儀測量并將其實際定位坐標數據記錄下來；

步驟3：建立基于粒子群優化的BP神經網絡模型。將步驟2中所劃分網格的每個頂點的理論坐標和試驗溫度作為神經網絡的輸入，并將相應采集到的實際定位坐標作為神經網絡的輸出進行訓練；

步驟4：對于期望到達包絡線范圍內的任一點P的目標定位坐標(X，Y，Z)和所處的實際環境溫度T：

1)查找該點P所在的立方體網格；

2)分別將P所在立方體網格的八個頂點的理論坐標和環境溫度這四個參數作為神經網絡的輸入，從而預測出對應八個頂點的實際定位坐標；

3)計算該點P與所在立方體網格的八個頂點K_i實際定位坐標的距離d_i，用算得的距離d_i進行反距離加權求得八個頂點K_i相對于該點P的權值q_i，其中

i＝1，2，...8，下同；

4)用求得的權值q_i來對八個頂點K_i的X、Y、Z三個方向上的定位誤差分別進行空間插值，預算出該點P三個方向上的誤差；

5)用求得的誤差對該點P的理論坐標(X，Y，Z)進行反向修正，完成機器人在該點P的定位精度補償。

2.根據權利要求1所述的基于神經網絡的工業機器人空間網格精度補償方法，其特征在于：所述步驟1中立方體網格的劃分是在笛卡爾坐標系中進行的。

3.根據權利要求1所述的基于神經網絡的工業機器人空間網格精度補償方法，其特征在于：所述步驟2中在機器人進行定位時，機器人在定位立方體網格的八個頂點處具有相同姿態。

4.根據權利要求1所述的基于神經網絡的工業機器人空間網格精度補償方法，其特征在于：所述步驟3中，神經網絡模型在BP神經網絡的基礎上進行了粒子群算法優化，且網絡模型的輸入節點數為4(理論定位坐標及環境溫度)，輸出節點數為3(預測實際定位坐標)。

5.根據權利要求1所述的基于神經網絡的工業機器人空間網格精度補償方法，其特征在于：所述步驟4中，機器人目標定位點的姿態與它在相應立方體網格八個頂點處的姿態保持一致或偏差在±5°范圍內。