[發明專利]一種六軸機器人末端跟隨目標物實時位姿的計算方法有效
| 申請號： | 202010044804.7 | 申請日： | 2020-01-16 |
| 公開（公告）號： | CN111230866B | 公開（公告）日： | 2021-12-28 |
| 發明（設計）人： | 李濟甫;陳晶晶;王素鋼;劉海健 | 申請（專利權）人： | 山西萬合智能科技有限公司 |
| 主分類號： | B25J9/16 | 分類號： | B25J9/16 |
| 代理公司： | 太原榮信德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14119 | 代理人： | 楊凱;連慧敏 |
| 地址： | 030006 山西省太原市高新*** | 國省代碼： | 山西;14 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 機器人 末端 跟隨 目標 實時 計算方法 | ||
本發明屬于位姿計算技術領域，具體涉及一種六軸機器人末端跟隨目標物實時位姿的計算方法，一種六軸機器人末端跟隨目標物實時位姿的計算方法，包括下列步驟：通過獲取運動的目標物的參數，經過位姿轉換、矩陣運算可以得到目標物的實時位姿，并推算出機器人末端應該調整的位姿。本發明實現了六軸機器人末端實時跟隨目標物，能夠實時的求解追蹤與機器人沒有任何連接關系的目標物，并推算出機器人末端應該調整的位姿；而且通過該算法使得機器人末端始終與工作臺保持水平。本發明用于機器人末端跟隨目標物實時位姿的計算。
技術領域
本發明屬于位姿計算技術領域，具體涉及一種六軸機器人末端跟隨目標物實時位姿的計算方法。
背景技術
機器人的運動學是在不考慮引起運動的力和力矩的情況下，描述機械臂的運動。機器人正運動學原理根據給定的機器人關節變量確定末端執行器的位置和姿態；機器人逆運動學原理則是根據給定的末端執行器的位姿確定機器人關節變量的取值。
正運動學與逆運動學只是解決了機器人上固連在一起的連桿與關節的位姿問題，無法求解追蹤與機器人沒有任何連接關系的目標物。
發明內容
針對上述正運動學與逆運動學無法求解追蹤與機器人沒有連接關系的目標物的技術問題，本發明提供了一種六軸機器人末端跟隨目標物實時位姿的計算方法。
為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：
一種六軸機器人末端跟隨目標物實時位姿的計算方法，包括下列步驟：
S1、以六軸機器人第一軸與工作臺的交點為原點建立世界坐標系；
S2、在各軸、機器人末端以及目標物依次建立各自坐標系；
S3、依據機器人正運動學原理得到各個關節之間的齊次變換矩陣，將矩陣相乘得到當前狀態下機器人末端相對于世界坐標系的位姿
S4、計算目標物坐標系相對于機器人末端坐標系的齊次變換矩陣記為B；
S5、根據目標物的參數求解目標物相對于目標物自身的初始坐標系的齊次變換矩陣為C；
S6、求解當前目標物在世界坐標系的位姿：T＝A*B*C；
S7、為了使機器人末端始終正對著要跟隨的目標物體并保持一定距離，那么新的狀態下機械臂末端相對于世界坐標系的矩陣記為
S8、計算目標物坐標系相對于機器人末端坐標系的變換矩陣記為B'；
S9、計算目標物相對于目標物自身坐標系的旋轉矩陣C'；
S10、求解目標物在世界坐標系的位姿T＝A'*B'*C'；
S11、求解機器人末端相對于世界坐標系新的位姿A'；
S12、為了使機器人末端的水平軸能夠始終平行于工作臺，將A'矩陣與繞末端軸軸線的旋轉的齊次矩陣Rot相乘，得到新的矩陣記為H
當機器人末端的水平軸是x軸，那么經過矩陣A'與Rot相乘x軸在新坐標系下的z軸的向量分量nz,H應為0，即：
nz,H＝nz'*nx,R+sz'*ny,R+az'*nz,R+pz'*0＝0
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