[发明专利]一种线扫激光定位装置和定位方法

权利要求书

1.一种线扫激光定位装置，其特征在于：包括机械臂、滑轨、机械臂基座和线扫激光装置；

所述机械臂固定设置在所述机械臂基座上，且具有可自由移动的机械臂末端，所述机械臂末端用于固定待测物体；

所述滑轨设置在所述机械臂基座上，且与所述机械臂平行；

所述线扫激光装置设置在所述滑轨上，并可沿所述滑轨移动，所述线扫激光装置的激光发生面朝向所述机械臂末端设置；

在所述机械臂带动所述待测物体移动的过程中，通过所述线扫激光装置的扫描处理得到所述待测物体在所述线扫激光装置所在的第一坐标系中的第一坐标值，并进而将所述第一坐标值转换成所述机械臂基座所在的第二坐标系的第二坐标值，从而定位所述待测物体的当前位置。

2.如权利要求1所述的一种线扫激光定位装置，其特征在于：所述末端标定物包括圆形底面和一细针，所述细针固定连接于圆形底面的圆心，所述细针依次包括底部、中部和端部，所述底部靠近圆形底面，所述底部、中部和端部的直径分别为d1、d2、d3，d1＞d2＞d3。

3.如权利要求2所述的一种线扫激光定位装置，其特征在于：所述细针的总长度为50mm、端部直径d3为3mm。

4.如权利要求3所述的一种线扫激光定位装置，其特征在于：所述线扫激光扫描的平面与所述滑轨的延伸方向垂直，所述滑轨长度为可延伸至激光扫描的平面；所述机器人建立的坐标系包括机械臂基座坐标系、机械臂末端坐标系和线扫激光坐标系。

5.一种线扫激光定位方法，其特征在于，采用如权利要求1-4中任意一项所述的线扫激光定位装置，并包括如下步骤：

步骤S1：将一末端标定物固定在所述机械臂末端，并根据所述末端标定物的位置信息处理得到所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的第一坐标变换关系；

步骤S2：将待测物体固定在所述机械臂末端，并采用所述线扫激光器检测得到所述待测物体在所述第一坐标系中的初始定位信息；

步骤S3：根据所述第一坐标变换关系，将所述初始定位信息变换为所述第二坐标系中的物体定位信息并输出。

6.如权利要求5所述的一种线扫激光定位方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

步骤S11：所述机械臂带动所述机械臂末端移动至所述线扫激光器的激光视野内；

步骤S12：所述机械臂以所述机械臂末端为原点建立关联于所述机械臂的第三坐标系；

步骤S13：滑动所述滑轨，直至所述线扫激光器恰好可以扫到所述机械臂末端，随后读取所述线扫激光器中的激光扫描数据和所述滑轨滑动的滑轨数据，并根据所述激光扫描数据和所述滑轨数据处理得到所述机械臂末端在所述第一坐标系中的第二标定坐标值；

步骤S14，将所述第一标定坐标值和所述第二标定坐标值保存为一标定坐标值组；

步骤S15：在所述线扫激光器的激光视野内更换所述机械臂末端的位置，并重复步骤S1-S3，以得到多个所述标定坐标值组；

步骤S16：根据所有所述标定坐标值组处理得到所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的所述第一坐标转换关系。

7.如权利要求6所述的一种线扫激光定位方法，其特征在于，所述步骤S13中，多次滑动所述滑轨，并多次处理得到所述的第二标定坐标值，并将所有所述第二标定坐标值的平均值作为最终输出的所述第二标定坐标值。

8.如权利要求6所述的一种线扫激光定位方法，其特征在于，所述步骤S15中，重复9次以获得9个所述标定坐标值组，随后采用九点标定法处理得到所述第一坐标转换关系。

9.如权利要求6所述的一种线扫激光定位方法，其特征在于，所述步骤S16中，所述第一坐标转换关系包括由所述第一坐标系变换至所述第二坐标系的旋转矩阵和平移矩阵。

10.如权利要求9所述的一种新型的线扫激光定位方法，其特征在于：

所述步骤S2包括如下步骤：

步骤S21：滑动所述滑轨，使所述线扫激光检测到被测物体，随后读取激光扫描数据和滑轨数据，获得被测物体在所述第一坐标系下的坐标值并作为所述初始定位信息；

步骤S22：根据所述第一坐标变换关系，将所述初始定位信息变换成所述第二坐标系下的所述物体定位信息并输出。