[发明专利]一种索驱动并联机构自标定方法和系统

权利要求书

1.一种索驱动并联机构自标定方法，其特征在于，所述索驱动并联机构包括：动平台、出索点和连接所述动平台和所述出索点的绳索，所述方法包括：

确定所述动平台在工作空间内移动时的目标位置，并记录所述目标位置的真实坐标；

控制所述动平台向所述目标位置移动，在所述动平台到达所述目标位置时，通过所述动平台上设置的视觉相机对所述工作空间内设置的并且当前与所述视觉相机对应的位置标签进行拍摄，并通过拍摄的位置标签确定所述动平台所在的实际坐标；

获取所述真实坐标与索长之间的正解方程，所述正解方程内包含所述索驱动并联机构的多个待标定的运动学参数；

对所述运动学参数进行逐次优化，使得根据所述正解方程计算出的真实坐标与所述视觉相机拍摄获得的实际坐标之间的标准差达到最小；

确定出最终优化的运动学参数，完成索驱动并联机构标定；

所述获取所述真实坐标与索长之间的正解方程，包括：

定义函数，其中，为第n个目标位置处的真实坐标，为第n个目标位置对应的索长，为运动学参数；n为正整数，n大于或等于所述运动学参数的个数；

所述对所述运动学参数进行逐次优化，包括：采用最小二乘法对所述运动学参数进行优化；

所述采用最小二乘法对所述运动学参数进行优化包括：

采用Matlab的Lsqnonlin工具执行非线性最小二乘算法，实现对所述运动学参数的优化，其中，所述Lsqnonlin工具优化过程以关于所述真实坐标和所述实际坐标的残差函数的平方和作为目标函数，初始解为预先设定的所述运动学参数的模糊值，输出变量为每次迭代优化的运动学参数；

其中，所述残差函数F包括：；为第n个目标位置处的实际坐标；

所述方法还包括：每次得到一个优化后的运动学参数后，将该优化后的运动学参数应用于索驱动并联机构的控制中，重新根据设定的目标位置控制索道互动平台进行移动，计算实际坐标，并重新执行运动学参数优化过程，直到测量的实际坐标与每次对应的真实坐标之间的标准差小于或等于预设的标准差阈值，并将最后获得的运动学参数作为最终优化的运动学参数。

2.根据权利要求1所述的索驱动并联机构自标定方法，其特征在于，所述方法还包括：

将获取的最终优化的运动学参数输入所述索驱动并联机构的控制系统中，控制所述动平台再次移动到预设的目标位置，获取此次移动后确定出的真实坐标与实际坐标之间的位置误差；

对所述位置误差与所述真实坐标的关系进行最小二乘多项式拟合，将获得的拟合函数代入所述索驱动并联机构的控制系统中，以对控制过程进行误差补偿。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的索驱动并联机构自标定方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述索驱动并联机构标定完成后，控制标定后的索驱动并联机构的动平台移动到目标位置，计算当前动平台的实际位置与相应的真实位置之间的误差值，并检测所述误差值是否小于或等于预设的误差阈值，以对标定结果进行验证。

4.根据权利要求1-2任意一项所述的索驱动并联机构自标定方法，其特征在于，所述方法还包括：预先将所述工作空间进行网格化，将不同的网格确定为不同的目标位置。

5.根据权利要求1-2任意一项所述的索驱动并联机构自标定方法，其特征在于，所述运动学参数包括：出索点和动平台绳索连接点的平面坐标，以及索长；i为正整数；

所述视觉相机为双目视觉相机。

6.一种索驱动并联机构自标定系统，其特征在于，包括：双目相机、处理器和计算机可读存储介质，所述索驱动并联机构包括：动平台、出索点和连接所述动平台和所述出索点的绳索；所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令被所述处理器执行时，实现如权利要求1-5任意一项所述的索驱动并联机构标定方法。