[發(fā)明專利]一種六自由度工業(yè)機(jī)器人絕對(duì)位置誤差估計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810937025.2
• 申請(qǐng)日: 2018-08-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108943024A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁培江;陳冬冬;蔡鸚;孫寧;吳旭雷;高豆豆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J19/00
• 分類號(hào): B25J19/00
• 代理公司: 北京匯捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11531
• 代理人: 于鵬

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的六自由度工業(yè)機(jī)器人絕對(duì)位置誤差估計(jì)方法，屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。該方法通過(guò)測(cè)量六自由度工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)空間中均勻的關(guān)節(jié)角向量對(duì)應(yīng)的位置誤差向量，然后計(jì)算位置誤差向量的單位向量和絕對(duì)位置誤差，將關(guān)節(jié)角向量作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，位置誤差向量的單位向量和絕對(duì)位置誤差作為輸出進(jìn)行訓(xùn)練，將目標(biāo)位置的關(guān)節(jié)角向量作為訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，輸出然后通過(guò)計(jì)算可獲得目標(biāo)點(diǎn)的位置誤差向量估計(jì)。該發(fā)明方法不需要建立工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型及位置誤差模型，方法簡(jiǎn)單，效果好等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的六自由度工業(yè)機(jī)器人絕對(duì)位置誤差估計(jì)方法。

背景技術(shù)

隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用在了各類自動(dòng)化生產(chǎn)線中，其具有高靈活性、高穩(wěn)定性、低成本等優(yōu)點(diǎn)。定位精度是工業(yè)機(jī)器人的重要技術(shù)指標(biāo)，其包括重復(fù)定位精度和絕對(duì)定位精度。通常工業(yè)機(jī)器人的重復(fù)定位精度較高，而絕對(duì)定位精度較低。離線編程已經(jīng)廣泛應(yīng)用在了工業(yè)機(jī)器人的編程中，其具有編程效率高、工作量低等優(yōu)點(diǎn)。離線編程方式依賴工業(yè)機(jī)器人較高的定位精度，因此需要對(duì)工業(yè)機(jī)器人的絕對(duì)定位精度進(jìn)行補(bǔ)償。修正工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型參數(shù)方法是工業(yè)機(jī)器人絕對(duì)定位精度補(bǔ)償?shù)囊环N方法，這種方法對(duì)于復(fù)雜機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模困難，而且沒(méi)有考慮環(huán)境溫度、負(fù)載等非幾何因素的影響導(dǎo)致的位置誤差。在工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)空間中，關(guān)節(jié)角向量與工業(yè)機(jī)器人絕對(duì)位置誤差具有相關(guān)性，可以通過(guò)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立關(guān)節(jié)角向量與位置誤差的關(guān)系，對(duì)目標(biāo)關(guān)節(jié)角對(duì)應(yīng)的位置誤差進(jìn)行估計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于提供了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的六自由度工業(yè)機(jī)器人絕對(duì)位置誤差估計(jì)方法，該方法通過(guò)測(cè)量六自由度工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)空間中均勻的關(guān)節(jié)角向量對(duì)應(yīng)的位置誤差向量，然后計(jì)算位置誤差向量的單位向量和絕對(duì)位置誤差，將關(guān)節(jié)角向量作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，位置誤差向量的單位向量和絕對(duì)位置誤差作為輸出進(jìn)行訓(xùn)練，將目標(biāo)位置的關(guān)節(jié)角向量作為訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，輸出然后通過(guò)計(jì)算可獲得目標(biāo)點(diǎn)的位置誤差向量估計(jì)。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

該方法包括如下步驟：

步驟1：在六自由度工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)空間中均勻選取m組關(guān)節(jié)角向量，編寫(xiě)數(shù)控程序控制工業(yè)機(jī)器人末端依次到達(dá)m組關(guān)節(jié)角向量的空間位置測(cè)量關(guān)節(jié)角向量對(duì)應(yīng)的位置誤差向量；

步驟2：計(jì)算位置誤差向量的絕對(duì)位置誤差和單位向量；

步驟3：建立一個(gè)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，輸入為關(guān)節(jié)角向量，輸出為位置誤差向量的單位向量和絕對(duì)位置誤差，將以上步驟中獲取的數(shù)據(jù)帶入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行訓(xùn)練，獲得訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

步驟4：目標(biāo)位置的關(guān)節(jié)角向量作為訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，輸出為估計(jì)的位置誤差單位向量和估計(jì)的絕對(duì)位置誤差向量；

步驟5：計(jì)算目標(biāo)位置的關(guān)節(jié)角向量對(duì)應(yīng)的位置誤差向量估計(jì)。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明所述的基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的六自由度工業(yè)機(jī)器人絕對(duì)位置誤差估計(jì)方法，不需要建立工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型及位置誤差模型，方法簡(jiǎn)單，效果好等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式：

下面通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

下面為本發(fā)明方法的步驟做詳細(xì)的說(shuō)明。

本發(fā)明方法的具體實(shí)施步驟如下：

步驟1：在六自由度工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)空間中均勻選取m組關(guān)節(jié)角向量k＝1,2,…,m，編寫(xiě)數(shù)控程序控制工業(yè)機(jī)器人末端依次到達(dá)m組關(guān)節(jié)角向量的空間位置，測(cè)量關(guān)節(jié)角向量θ^(k)對(duì)應(yīng)的位置誤差向量