[发明专利]一种基于最小二乘法的机械臂DH参数辨识方法

权利要求书

1.一种基于最小二乘法的机械臂DH参数辨识方法，其特征在于：包括，

根据机械臂自身的构型和结构参数确定机械臂初始DH参数，并根据微分运动原理构建机械臂误差模型；

所述机械臂误差模型包括，

其中，d_x、d_y、d_z为微分平移且d_x、d_y、d_z分别为机械手坐标沿x、y、z轴的微分平移，δ_x、δ_y、δ_z分别为绕x、y、z轴的微分旋转，d_θ、d_a、d_d、d_α分别表示θ、a、d、α关节的微分运动，T为系数矩阵；

所述系数矩阵T包括，

其中，M_a、M_θ、M_d、M_α、R_θ、R_α为对应的雅各比矩阵；

基于所述机械臂初始DH参数，按照100mm的距离均布直径为40mm的圆孔，且尺寸为400mm*800mm的标定板对所述机械臂进行二十次自标定，机械臂通过不同的姿态分别达到所选的固定点，该步骤重复20次，并记录这20组固定点所对应的机械臂各关节的编码器值；

所述自标定包括，

在所述标定板上选择一个固定点，而后通过激光测距仪对所述固定点进行测量，获得所述固定点绝对位置；

将20组固定点所对应的机械臂各关节的编码器值依次进行代入到机械臂的运动学模型中进行运动学正解，进而获得在机械臂初始DH参数下各固定点对应的末端位置值；

将所述机械臂初始DH参数下20组固定点对应的末端位置值减去所述固定点绝对位置，进而获得所述微分平移d_x、d_y、d_z；

结合编码器值并通过最小二乘法将机械臂误差模型参数化；

根据机械臂误差模型参数和机械臂初始DH参数获得20组固定点对应的末端位置值，并计算末端位置与固定点绝对位置之间的差值；

对比所述差值与设定的阈值|0.05|mm辨识所述机械臂误差模型参数包括：若所述差值大于所述阈值，则所述机械臂误差模型参数为无效参数，需要重新进行所述自标定；若所述差值小于所述阈值，则所述机械臂误差模型参数为有效参数。

2.如权利要求1所述的基于最小二乘法的机械臂DH参数辨识方法，其特征在于：所述根据机械臂误差模型参数和所述机械臂初始DH参数获得20组固定点对应的末端位置值包括，

将所述机械臂误差模型参数与所述机械臂初始DH参数进行相加，进而获得所述20组固定点对应的的末端位置值。

3.如权利要求1或2所述的基于最小二乘法的机械臂DH参数辨识方法，其特征在于：所述机械臂误差模型参数化包括，

将所述20组固定点所对应的机械臂各关节的编码器值代入到所述机械臂误差模型中，并将所述系数矩阵T进行奇异值分解；

利用最小二乘法求得一组所述机械臂误差模型参数。