[发明专利]一种线扫激光定位装置和定位方法

说明书

本发明一种线扫激光定位装置，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。本发明一种线扫激光定位装置使用流程简单方便，易于操作。

技术领域

本发明涉及激光定位技术领域，特别涉及一种线扫激光定位装置和定位方法。

背景技术

激光可以用来测距定位，通过发射一个激光信号，根据收到从物体反射回的信号的时间差来导出距离，从而根据发射激光的角度来判断物体和发射器的角度，从而得出物体与发射器的相对位置。

目前市面上线扫激光的定位误差较大，定位误差较小的也依然达到±25mm，且由于线扫激光只能扫一个平面，导致线扫激光仪器在单独使用情况下扫描的仅为一个二维平面。目前市面上没有标准的线扫激光与机械臂的标定方法，很多激光标定利用场景里的反光棒，通过两个二维坐标系的同步观测进行标定，不仅无法做到三维坐标系的相互标定，且会因为反光棒较大的原因而使误差较大。

发明内容

为了克服现有技术中线扫激光在三维坐标系的定位误差较大的问题，本发明提供了一种线扫激光定位装置和定位方法。

本发明解决技术问题的方案是提供一种线扫激光定位装置，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。

优选地，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。

优选地，所述细针的总长度为50mm、端部直径d3为3mm。

优选地，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。

本发明解决技术问题的又一方案是提供一种线扫激光定位方法，采用如上述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。

优选地，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；