[发明专利]基于MEMS传感器的工业机器人控制系统的工作方法

说明书

本发明属于工业机器人控制技术领域，具体涉及一种基于MEMS传感器的工业机器人控制系统的工作方法。本发明通过传感器获取人体手部动作的加速度数据和角速度数据；通过加速度数据和角速度数据获得人体手部动作的姿态角数据；根据获得的人体手部动作姿态角数据控制机器人动作；通过采集人体手部动作，并将手部动作与机器人动作映射，实现机器人按照手部姿态控制运动，并且通过将获取数据进行校准降噪，从而提高数据的准确度与操控的精准度。

技术领域

本发明属于工业机器人控制技术领域，具体涉及一种基于MEMS传感器的工业机器人控制系统的工作方法。

背景技术

工业机器人作为“机器换人”的一个重要环节，其在使用前需要操作者观察机器人及其加持工具相对于作业对象的位姿，通过对示教器的反复操作，调整示教点处机器人的作业位姿、运动参数和工艺参数，然后将满足作业要求的这些数据保存起来，再转入下一个示教点，这种方式需要操作者为专业的机器人技术人员，且需要操作者拥有丰富的经验。

因此，亟需提供一种能够将体感动作与机器人动作相映射从而来实现控制机器人动作的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于MEMS传感器的工业机器人控制系统的工作方法，以解决传统工艺机器人适配难度高的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于MEMS传感器的工业机器人控制系统的工作方法，包括：通过传感器获取人体手部动作的加速度数据和角速度数据；通过加速度数据和角速度数据获得人体手部动作的姿态角数据；根据获得的人体手部动作姿态角数据控制机器人动作。

进一步，所述获取人体手部动作的加速度数据和角速度数据的方法包括：

建立地理坐标系，即

采用北天东坐标系OXYZ，坐标的原点O位于载体的重心，Z轴与重力方向相反，X指向北，Y指向东；

建立载体坐标系，即

载体坐标系与传感器固连，坐标的原点O′位于传感器的重心，Y′轴与Y轴间的夹角为俯仰角θ；X′轴与X轴间的夹角为滚转角以及

获取加速度数据和角速度数据在载体坐标系中各轴上的分量数据；

校准获取的分量数据；

根据校准后的分量数据计算出人体手部动作的加速度和角速度分别在三维坐标系中与各轴的夹角数据。

进一步，所述获取加速度数据和角速度数据在载体坐标系中各轴上的分量数据包括：

读取传感器中的加速度和旋转角速度的分量值数据；其中

加速度计的X轴分量为ACC_X，加速度计的Y轴分量为ACC_Y，加速度计的Z轴分量为ACC_Z；

绕X轴旋转的角速度为GYR_X，绕Y轴旋转的角速度为GYR_Y，绕Z轴旋转的角速度为GYR_Z；

将获取的加速度和旋转角速度在各轴上的分量值数据表示为矩阵形式；其中

加速度倍率选择为4g，角速度量程选取为2000度/秒，即

[Ax₀，Ay₀，Az₀]^T＝[(4g*ACC_x)/32768，(4g*ACC_Y)/32768，(4g*ACC_Z)/32768]^T；