[發明專利]一種基于激光引導的測量路徑規劃方法

有效

• 申請號: 202110707500.9
• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113246142B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 陳洪宇;陳雪梅;謝穎;申皓;楊林志
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;G01C21/20;G06T7/73
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 程余

1.一種基于激光引導的測量路徑規劃方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1、采用激光投射裝置向待測位置投射激光圖案，投射圖案的幾何中心與待測位置的中心點重合；

步驟2、待投射位置圖案穩定后，控制雙相機系統對激光圖案進行拍攝，并將拍攝得到的圖像傳輸到控制器進行處理；

步驟3、建立圖像坐標系，求解圖像中心點在雙相機系統坐標系下的坐標，以及圖像坐標系到雙相機系統坐標系的位姿變換矩陣；

步驟4、通過圖像坐標系、雙相機系統坐標系、機械臂基坐標系、機械臂末端坐標系之間的變換矩陣求解機械臂末端坐標系與基坐標系之間的位姿傳遞關系如下：

；

其中，為相機與機械臂基座標系之間的位姿變換矩陣；為圖像坐標系與雙相機系統坐標系之間的位姿變換矩陣；為機械臂末端坐標系與圖像坐標系之間的位姿變換矩陣；

步驟5：根據機械臂工具坐標系與基坐標系之間的位姿變換矩陣以及機械臂結構參數計算各關節的旋轉角度；

步驟6：通過控制器向機械臂發送關節運動指令，驅動機械臂各關節達到指定的角度位置，同時檢查機械臂在運動過程中是否出現奇異位姿；

步驟7：重復步驟1到步驟6，直至機械臂完成所有示教任務。

2.如權利要求1所述的一種基于激光引導的測量路徑規劃方法，其特征在于，投射的激光圖案為十字線激光，且投射在待測物體表面后十字線激光的兩條相交線具有易于區分的長短特征。

3.如權利要求1所述的一種基于激光引導的測量路徑規劃方法，其特征在于，圖像中心點在雙相機系統坐標系下的三維坐標通過雙目立體視覺原理測量得到。

4.如權利要求1所述的一種基于激光引導的測量路徑規劃方法，其特征在于，位姿變換矩陣根據圖像坐標系在雙相機系統坐標系下的位姿進行描述：

記的XYZ軸在雙相機系統坐標系下單位方向向量分別為，則到坐標系的位姿變換矩陣表示為：；

其中，的方向為圖像中心點的法向方向，的方向為十字線激光長軸方向與的叉積，的方向為與的叉積，是圖像坐標系的原點在雙相機系統坐標系下的三維坐標。

5.如權利要求1所述的一種基于激光引導的測量路徑規劃方法，其特征在于，雙相機系統與機械臂基座標系之間的位姿變換矩陣通過機械臂的手眼標定獲得。

6.如權利要求1所述的一種基于激光引導的測量路徑規劃方法，其特征在于，機械臂末端坐標系與圖像坐標系之間的位姿變換矩陣根據搭載的測量設備測量距離設置，其中機械臂末端坐標系方向與圖像坐標系方向保持一致，坐標系原點之間的距離為d，則將描述為：

，

其中，d為測量設備的最佳測量距離。