[發明專利]一種基于激光點云數據的機械手軌跡編輯及糾正方法

有效

• 申請號: 201910824138.6
• 申請日: 2019-09-02
• 公開（公告）號: CN110722554B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 席豪圣;陳方
• 申請（專利權）人: 群濱智造科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 深圳市諾正鑫澤知識產權代理有限公司 44689
• 代理人: 羅華

本發明提出一種基于激光點云數據的機械手軌跡編輯及糾正方法，包括如下步驟：S1：使用任意的3D標定方法計算激光3D輪廓儀傳感器的坐標系與機械手坐標系之間的轉換關系矩陣T；S2：使用激光3D輪廓儀傳感器對工件進行掃描，獲取工件的3D輪廓激光點云數據；S3：將工件的3D輪廓激光點云數據轉換成可視化操作背景，在可視化操作背景內進行8D軌跡節點編輯，多個8D軌跡節點依次連接形成8D軌跡；S4：使用任意機器視覺算法從3D輪廓激光點云數據中計算出工件的位姿信息，將8D軌跡節點的位姿量錨定于工件的位姿信息S5：將8D軌跡經過轉換關系矩陣T轉換成機械手坐標系下的機械手8D軌跡。

技術領域

本發明涉及機器自動化領域，尤其涉及一種基于激光點云數據的機械手軌跡編輯及糾正方法。

背景技術

目前機械手常用的編程方式有兩種：

1.“機械手離線軌跡編程”簡稱“離線編程”，“離線編程”可從已有的3D?模型上抽取輪廓特征作為機械手加工路徑，該技術存在以下缺點：

A.需要建模軟件配合且無法靈活調整軌跡的偏移量、姿態、速度以及特定位置的工具狀態；

B.模型往往與實物存在差異；

C.實物發生變化時無法快速調整。

2.“機械手示教”簡稱“示教”，“示教”具體方法是由機械手操作者用“示教器”移動機械手工具尖端到特定點位然后記錄到機械手內部，該技術使用實物作為參考，該技術存在以下缺點：

A.示教獲得的軌跡為固定軌跡且不利于二次編輯，僅適用于簡單重復的加工場景；

B.加工精度依賴于夾具的夾持精度且帶來額外的夾具相關費用。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種基于激光點云數據的機械手軌跡編輯及糾正方法。

本發明通過以下技術方案實現的：

本發明提出一種基于激光點云數據的機械手軌跡編輯及糾正方法，所述基于激光點云數據的機械手軌跡編輯及糾正方法包括如下步驟：

S1：使用任意的3D標定方法計算激光3D輪廓儀傳感器的坐標系與機械手坐標系之間的轉換關系矩陣T；

S2：使用激光3D輪廓儀傳感器對工件進行掃描，獲取工件的3D輪廓激光點云數據；

S3：將工件的3D輪廓激光點云數據轉換成可視化操作背景，在可視化操作背景內進行8D軌跡節點編輯，每個8D軌跡節點含有x、y、z、ψ、θ、φ、spd?和radius?8個標量，其中x、y、z、ψ、θ和φ為8D軌跡節點的位姿量，多個?8D軌跡節點依次連接形成8D軌跡；

S4：使用任意機器視覺算法從3D輪廓激光點云數據中計算出工件的位姿信息，將8D軌跡節點的位姿量錨定于工件的位姿信息；若工件可拆分為多個區域，使用任意機器視覺算法從3D輪廓激光點云數據中計算出每一個區域的位姿信息，將對應8D軌跡節點的位姿量錨定于每一個區域的位姿信息；

S5：將8D軌跡經過轉換關系矩陣T轉換成機械手坐標系下的機械手8D軌跡；

S6：將機械手8D軌跡傳輸至機械手內。

進一步的，工件的位姿信息含有x₁、y₁、z₁、ψ₁、θ₁和φ₁?6個標量。

進一步的，在步驟S4中，若工件的位姿信息已有錨定信息，則利用軌跡錨定算法更新8D軌跡中各8D軌跡節點的位姿量。

進一步的，步驟S5的具體過程為：