[发明专利]一种机器人与测量仪器的坐标转换关系确定方法

权利要求书

1.一种机器人与测量仪器的坐标转换关系确定方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)控制机器人在机器人作业空间中示教n个位置对应为n个示教点，其中n≥6；

2)定义机器人安装基座的坐标系为基坐标系，以基坐标系任意两轴为基准将机器人作业空间划分为4个象限；计算n个示教点坐标的平均值，所述平均值对应的坐标点为第一重心点；在每个象限内各选取一个距离第一重心点较远的示教点作为公共点，分别作为第一公共点、第二公共点、第三公共点和第四公共点，并且处于相邻象限的两个公共点在基坐标系中另外一个轴的坐标值不同；

3)定义测量仪器的坐标系为测量坐标系，通过测量仪器获取公共点在测量坐标系中的坐标，根据选取的公共点在测量坐标系中的坐标与公共点在基坐标系中的坐标，计算得到机器人基坐标系与测量坐标系的坐标转换关系。

2.根据权利要求1所述的机器人与测量仪器的坐标转换关系确定方法，其特征在于，步骤3)中选取的公共点还包括第五公共点，所述第五公共点采用如下方法选取得到：从第一公共点、第二公共点、第三公共点和第四公共点中选取处于相邻象限的两个公共点，并计算所述两个公共点对应的坐标的平均值，所述平均值对应的坐标点为第二重心点，在除第一公共点、第二公共点、第三公共点和第四公共点之外的所有示教点中，选取距离第二重心点最近的示教点为第五公共点。

3.根据权利要求2所述的机器人与测量仪器的坐标转换关系确定方法，其特征在于，步骤3)中选取的公共点还包括第六公共点，所述第六公共点采用如下方法选取得到：从第一公共点、第二公共点、第三公共点和第四公共点中选取剩余两个公共点，并计算所述剩余两个公共点对应的坐标的平均值，所述平均值对应的坐标点为第三重心点，在除第一公共点、第二公共点、第三公共点、第四公共点和第五公共点之外的所有示教点中，选取距离第三重心点最近的示教点为第六公共点。

4.根据权利要求1所述的机器人与测量仪器的坐标转换关系确定方法，其特征在于，步骤2)中，所述基坐标系任意两轴为基坐标系的X轴和Y轴，所述另外一个轴为基坐标系的Z轴。

5.根据权利要求1所述的机器人与测量仪器的坐标转换关系确定方法，其特征在于，步骤2)中，所述n个示教点的坐标为n个示教点在测量坐标系中的坐标。

6.根据权利要求1所述的机器人与测量仪器的坐标转换关系确定方法，其特征在于，机器人末端设置有法兰，并且机器人法兰末端安装有靶球，定义机器人法兰末端的坐标系为法兰末端坐标系，靶球的坐标系为工具坐标系，靶球中心为工具坐标系的原点；步骤3)中所述公共点在基坐标系中的坐标采用如下方法得到：

①根据机器人正向运动学获得法兰末端坐标系与基坐标系的坐标转换关系；

②获取n个示教点的示教器读数，从n个示教器读数中选取n1个示教器读数，所述示教器读数表示法兰末端坐标系与基坐标系的坐标转换关系，其中n1≥3；再获取n1个示教点在测量坐标系中的坐标，利用下列公式计算得到靶球中心在法兰末端坐标系中的位置：

其中，为n1个示教点中分别位于j位置和k位置的两个示教点的示教器读数，为所述两个示教点在测量坐标系中的坐标，为靶球中心在法兰末端坐标系中的坐标；

③根据n个示教点的示教器读数，以及靶球中心在法兰末端坐标系中的位置，确定每个示教点在基坐标系中的坐标。

7.根据权利要求6所述的机器人与测量仪器的坐标转换关系确定方法，其特征在于，步骤②中，利用最小二乘法计算得到靶球中心在法兰末端坐标系中的位置。

8.根据权利要求7所述的机器人与测量仪器的坐标转换关系确定方法，其特征在于，所述n1＝3。

9.根据权利要求1～8任一项所述的机器人与测量仪器的坐标转换关系确定方法，其特征在于，所述测量仪器为激光跟踪仪。