[发明专利]一种无确定性定位特征物体的空间精确定位方法

说明书

一种无确定性定位特征物体的空间精确定位方法，其特征是：首先，通过外形点云扫描构建无确定性定位特征物体的位姿控制点；其次，对无确定性定位特征物体的抓取及定位；第三，利用多目视觉测量系统测量所抓取的无确定性定位特征物体上的位姿控制点，从而通过外形点云扫描确定的无确定性定位特征物体的位姿控制点的测量值与局部坐标系的理论值计算无确定性定位特征物体与机器人末端执行器的的相对位姿关系；第四，利用T‑Mac 6D测量系统实现实时跟踪测量机器人末端执行器的空间位姿；第五，最后基于T‑Mac 6D测量系统跟踪机器人实时空间姿态，计算姿态误差，并驱动机器人进行补偿运动定位。本发明方法简单，精度高，通用性强，能提高装配速度和质量。

技术领域

本发明涉及一种机器人技术，尤其是一种工业机器人空间精确定位技术，具体地说是一种无确定性定位特征物体的空间精确定位方法。

背景技术

目前，工业机器人空间精确定位是将工业机器人的绝对定位精度通过误差补偿达到所需的精度范围，其将直接影响到物体的装配精度。而且对于实际情况，所需定位的物体可能不具有确定性的定位特征，所以需要根据此类情况进行空间精确定位系统的研究。对于工业机器人空间精确定位技术，国内外已经研究得比较成熟了，但是针对于无确定性定位特征的物体来进行定位，还需要进行一定相关的研究。

发明内容

本发明的目的是针对无确定位定位特征物体定位不便，影响机器人装配精度和装配速度的问题，发明一种无确定性定位特征物体的空间精确定位方法。

本发明的技术方案是：

一种无确定性定位特征物体的空间精确定位方法，其特征是它包括以下步骤：

首先，通过外形点云扫描构建无确定性定位特征物体的位姿控制点；

其次，利用工业机器人及其末端执行器实现工业机器人对无确定性定位特征物体的抓取及定位；

第三，利用安装在工业机器人末端执行器上的多目视觉测量系统测量所抓取的无确定性定位特征物体上的位姿控制点，从而通过外形点云扫描确定的无确定性定位特征物体的位姿控制点的测量值与局部坐标系的理论值计算无确定性定位特征物体与机器人末端执行器的的相对位姿关系；

第四，利用T-Mac 6D测量系统实现实时跟踪测量机器人末端执行器的空间位姿；

第五，最后基于T-Mac 6D测量系统跟踪机器人实时空间姿态，计算姿态误差，并驱动机器人进行补偿运动，实现无确定性定位特征物体的装配定位。

所述的位姿控制点设置于无确定性定位特征物体表面，作为空间定位时的测量特征。

所述的工业机器人系统包括工业机器人本体3、面向无确定性定位特征物体装配的末端执行器4和线性导轨5；工业机器人本体3安装在线性导轨5上，沿导轨直线移动使机器人获得更大的操作空间。

所述的多目视觉测量系统包括四个工业相机6，工业相机安装在末端执行器4上，并与其固联；多目视觉测量系统通过测量末端执行器4抓紧的无确定性定位特征物体上的位姿控制点来计算无确定性定位特征物体与末端执行器的空间相对位姿。

所述的T-Mac 6D测量系统包括T-Mac7与激光跟踪仪测量系统8；T-Mac7安装在末端执行器4上，并与其固联；激光跟踪仪测量系统8通过实时动态获取T-Mac7在测量坐标系下的6D位姿，来跟踪机器人末端执行器的空间位姿。

所述的T-Mac 6D测量系统跟踪机器人实时空间姿态，计算姿态误差，并驱动机器人进行补偿运动。

所述的测量与控制软件系统，其与T-Mac 6D测量系统集成到PC机上的一个主控软件上，用于控制T-Mac 6D测量系统跟踪机器人实时空间姿态，计算姿态误差，并驱动机器人进行补偿运动。