[發明專利]一種線激光與機械臂標定方法有效
| 申請號： | 202011216761.2 | 申請日： | 2020-11-04 |
| 公開（公告）號： | CN112361958B | 公開（公告）日： | 2022-06-21 |
| 發明（設計）人： | 張劍;馬啟航;徐立云;張云瞻;章珈豪 | 申請（專利權）人： | 同濟大學 |
| 主分類號： | G01B11/00 | 分類號： | G01B11/00 |
| 代理公司： | 上海科盛知識產權代理有限公司 31225 | 代理人： | 宣慧蘭 |
| 地址： | 200092 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 激光 機械 標定 方法 | ||
1.一種線激光與機械臂標定方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
步驟S1：獲取球形工具激光掃描點云數據；
步驟S2：通過最小Z值查尋算法從球形工具激光掃描點云數據中找出最小Z值掃描點云數據；
步驟S3：獲取機械臂的位置姿態數據，并找出最小Z值掃描點云數據對應的最小Z值位置姿態數據；
步驟S4：求解最小Z值掃描點云數據與最小Z值位置姿態數據之間的變換矩陣集
步驟S5：去除變換矩陣集中包含虛數的變換矩陣，去除變換矩陣集中所有項的實部絕對值相同的變換矩陣，得到最優變換矩陣完成線激光與機械臂的標定；
所述的步驟S1中球形工具激光掃描點云數據通過位于機械臂末端的激光器獲取；所述的最小Z值查尋算法查尋激光器距離球形工具的球面最近時的球形工具激光掃描點云數據，即最小Z值掃描點云數據；
所述的步驟S5中通過對最優變換矩陣進行重投影得到標定評估結果，所述重投影的誤差為：
其中，Xb是機械臂的最小Z值位置姿態數據對應的X軸坐標，為機械臂-基坐標系變換矩陣，Xl為最小Z值掃描點云數據對應的X軸坐標；
根據重投影進行標定評估INFO的公式為：
其中，δ為預期使用精度閾值。
2.根據權利要求1所述的一種線激光與機械臂標定方法，其特征在于，所述的機械臂的位置姿態數據從機械臂控制器中讀取。
3.根據權利要求1所述的一種線激光與機械臂標定方法，其特征在于，所述的步驟S2中對是否找出最小Z值掃描點云數據進行判斷，若是，執行步驟S3，若否，執行步驟S1。
4.根據權利要求1所述的一種線激光與機械臂標定方法，其特征在于，所述的步驟S4中最小Z值掃描點云數據與最小Z值位置姿態數據組成元素數量為N的數據組Pi，若N大于設定值n，且數據組Pi中任一值不為空，執行步驟S4，否則，執行步驟S1。
5.根據權利要求1所述的一種線激光與機械臂標定方法，其特征在于，所述的變換矩陣集為：
其中，q0、q1、q2、q3為旋轉矩陣元素，t1、t2和t3為位移向量元素。
6.根據權利要求5所述的一種線激光與機械臂標定方法，其特征在于，求解旋轉矩陣元素和位移向量元素的公式為：
其中，為機械臂-基坐標系變換矩陣，Xb、Yb和Zb分別為機械臂的最小Z值位置姿態數據對應的X、Y和Z三軸坐標，Xl和Zl為最小Z值掃描點云數據對應的X和Z軸坐標。
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