[發(fā)明專利]基于二維碼修正機(jī)器人系統(tǒng)的位姿估計(jì)方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110410121.3 | 申請(qǐng)日： | 2021-04-16 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113211431B | 公開（公告）日： | 2022-07-01 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 史時(shí)喜;侯小祥;朱健偉;劉志勇;鬧加才讓;張國興;楊子亮 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 |
| 主分類號(hào)： | B25J9/16 | 分類號(hào)： | B25J9/16;B25J19/02 |
| 代理公司： | 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 61114 | 代理人： | 李罡 |
| 地址： | 710043*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 二維碼 修正 機(jī)器人 系統(tǒng) 估計(jì) 方法 | ||
本發(fā)明涉及基于二維碼修正機(jī)器人系統(tǒng)的位姿估計(jì)方法，獲取機(jī)器人系統(tǒng)在世界坐標(biāo)系中的位置信息；獲取機(jī)器人系統(tǒng)工具端在機(jī)器人基坐標(biāo)系下的位姿；獲取地面定位修正二維碼圖像信息；計(jì)算出機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)際位置與機(jī)器人示教位置的轉(zhuǎn)換矩陣；利用轉(zhuǎn)換矩陣對(duì)工件坐標(biāo)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換，生成新的工件坐標(biāo)系；將示教位姿都轉(zhuǎn)換到新的工件坐標(biāo)系中；按照新的工件坐標(biāo)系，移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)，到達(dá)修正后的目標(biāo)位置。本發(fā)明能使機(jī)器人系統(tǒng)的各個(gè)部分達(dá)到高精度定位，修正機(jī)器人系統(tǒng)的位姿偏差，能令精度達(dá)到0.5mm。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于二維碼修正機(jī)器人系統(tǒng)的位姿估計(jì)方法。
背景技術(shù)
傳統(tǒng)的機(jī)器人系統(tǒng)僅僅會(huì)對(duì)機(jī)器人基座中心或者底座中心進(jìn)行定位修正，由于機(jī)器人系統(tǒng)的工作位置為機(jī)器人手臂的末端工具，末端工具與機(jī)器人系統(tǒng)的底座中心間會(huì)有很大的水平距離，這樣在底座中心的很小的一個(gè)角度偏差，例如0.2°，就會(huì)導(dǎo)致在機(jī)器人手臂的末端工具上出現(xiàn)極大的水平移動(dòng)量偏差(臂長1.8米時(shí)約100mm)，使得機(jī)器人系統(tǒng)在工作區(qū)域無法進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，機(jī)器人手臂的所有操作將會(huì)失去精度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于二維碼修正機(jī)器人系統(tǒng)的位姿估計(jì)方法，消除工具端出現(xiàn)的誤差，提高整個(gè)系統(tǒng)的精度。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
基于二維碼修正機(jī)器人系統(tǒng)的位姿估計(jì)方法，其特征在于：
所述方法包括以下步驟：
S1、獲取機(jī)器人系統(tǒng)在世界坐標(biāo)系中的位置信息；
S2、獲取機(jī)器人系統(tǒng)工具端在機(jī)器人基坐標(biāo)系下的位姿；
S3、獲取地面定位修正二維碼圖像信息；
S4、計(jì)算出機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)際位置與機(jī)器人示教位置的轉(zhuǎn)換矩陣；
S5、利用轉(zhuǎn)換矩陣對(duì)工件坐標(biāo)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換，生成新的工件坐標(biāo)系；
S6、將示教位姿都轉(zhuǎn)換到新的工件坐標(biāo)系中；
S7、按照新的工件坐標(biāo)系，移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的工具端，到達(dá)修正后的目標(biāo)位置。
S2中，在通過機(jī)器人控制器獲取機(jī)器人系統(tǒng)工具端在機(jī)器人基坐標(biāo)系下的位姿之前，對(duì)機(jī)器人末端工具TCP坐標(biāo)進(jìn)行XYZ4點(diǎn)標(biāo)定，將標(biāo)定后的結(jié)果設(shè)定于機(jī)器人控制器中，令機(jī)器人控制器能直接控制機(jī)器人末端工具的目標(biāo)位姿。
S3中，在獲取定位修正二維碼圖像信息之前，使用機(jī)器人示教器通過示教將機(jī)器人視覺移動(dòng)到最佳的拍照位姿，到達(dá)最佳拍照位姿后，調(diào)整機(jī)器人視覺焦距和光圈，使圖像信息清晰不失真，將示教程序與相機(jī)參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)。
S3中，在獲取定位修正二維碼圖像信息之前，在被測物附近地面貼設(shè)標(biāo)定二維碼，碼制為Data Matrix ECC 200。
示教過程中，在機(jī)器人基坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)換關(guān)系為：
BaseHAPoint＝BaseHEnd·EndHTool·ToolHCamera·CameraHCal·CalHAPoint (1)
其中：
BaseHAPoint為目標(biāo)點(diǎn)在基坐標(biāo)系下的位姿；
Base為機(jī)器人基坐標(biāo)系原點(diǎn)；
APoint為目標(biāo)點(diǎn)；
End為機(jī)器人末端法蘭盤中心點(diǎn)；
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