[發(fā)明專利]機器人承載平臺姿態(tài)的檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310216065.5
• 申請日: 2013-06-03
• 公開（公告）號: CN103307968B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發(fā)明（設計）人: 秦現(xiàn)生;薛婷;王寧;王增翠;牛軍龍;王文杰;王戰(zhàn)璽;陳亞勝;任瑞敏;武俊強;譚小群;楊雪寶;白晶
• 申請（專利權）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: G01B7/30
• 分類號: G01B7/30;G01B7/004;G01B7/02
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種機器人承載平臺姿態(tài)的檢測方法，其特征在于包括以下步驟：

第一步，在機器人承載平臺的初始化位置設置一個世界坐標系作為參考坐標系，在機器人承載平臺上任選三個點組成待測平面，該待測平面隨著機器人承載平臺的移動而發(fā)生姿態(tài)的變化，即為動坐標系；設A、B、C分別是在機器人承載平臺任意取定的三個點，過C點做AB的垂線，垂足為O，以O為坐標原點，OA、OC分別為x軸，z軸，坐標系Oxyz即為初始化的動坐標系；機器人承載平臺移動后的姿態(tài)用O1x1y1z1來表示；

第二步，在搭載機器人承載平臺的滑軌上安裝球柵尺4，在滑軌與承載平臺配合處安裝球柵尺測量觸頭3，球柵尺4與球柵尺測量觸頭3配合檢測動坐標系相對世界坐標系的二維坐標（x，y）；垂直于水平面且垂直滑軌一側(cè)和垂直于水平面且平行滑軌一側(cè)各安裝一個磁柵尺1，機器人承載平臺中心安裝靜磁珊源5，通過磁柵尺1上顯示的當前磁珊源5的高度反求機器人承載平臺此刻的z坐標和繞x、y兩個坐標軸的旋轉(zhuǎn)角度變化值；

第三步，采集平行滑軌方向安裝的磁珊源5數(shù)據(jù)采集端數(shù)據(jù)獲得機器人承載平臺圍繞x軸旋轉(zhuǎn)的角度，采集垂直滑軌放置的磁珊源5數(shù)據(jù)采集端數(shù)據(jù)獲得機器人承載平臺后仰的角度，及圍繞y軸旋轉(zhuǎn)的角度；繞水平面兩個軸旋轉(zhuǎn)的角度值經(jīng)過空間姿態(tài)變換運算求出在垂直地面方向位移的變化值；采集球珊尺測量觸頭3端子數(shù)據(jù)，即為在世界坐標系中O運動時間t后到O1位置水平面二維坐標值的變化；

第四步，通過三維坐標測量儀獲取A、C點在世界坐標系下的位置坐標，該坐標即為A1、C1在動坐標系下的坐標，應用空間復合變換和歐拉坐標轉(zhuǎn)換公式，使用求解O1在世界坐標系中的三維坐標的計算方法，計算出A1、C1在世界坐標系下的坐標；坐標轉(zhuǎn)換公式如下：

Pi=RPjij+Pioj]]>

Rij=R(OZ,α)*R(OC,β)*R(OA,γ)]]>

=cosα-sinα0sinαcosα0001*1000cosβ-sinβ0sinβcosβ*cosγ0-sinγ010sinγ0cosγ]]>

機器人承載平臺的姿態(tài)變化，即三維平動值和每個平面法向量方向的變化，以上α、β、γ即為法向量姿態(tài)的變化量；

第五步，將第四步計算的世界坐標系下A1、C1點坐標叉乘，設A1、C1在世界坐標系下的坐標分別為P_a1、P_c1，P_a1x表示三維坐標中x分量，按照以下公式計算待測平面法向量，

PojPcl→=(Pclx-Pojx,Pcly-Pojy,Pclz-Pojz)]]>

PojPal→=(Palx-Pojx,Paly-Pojy,Palz-Pojz)]]>

Nz=PojPcl→×PojPal→]]>

然后叉乘N_Z和即得O1C1方向，叉乘N_Z和即得O1A1方向；計算結(jié)果帶入第四步反求機器人承載平臺姿態(tài)變化中各參數(shù)變化量。