[发明专利]一种快捷自判误机器人工具坐标系标定方法

摘要

本发明涉及一种快捷自判误机器人工具坐标系标定方法，具体方法是：在传统姿态标定方法中，定义了一种自判误机制，根据不同姿态下的机器人工具末端中心点实际位置的离散程度来判断录入数据的精确程度，并自动剔除偏差过大的录入数据，减少了操作误差对位置标定的影响；提出了一种快捷的姿态标定方法，调节机器人使工具末端平行于基坐标的Z轴，可得到工具末端的工具坐标系相对于基坐标系的姿态变换矩阵，直接计算得需要标定的姿态变换矩阵，省去了平移步骤和两个数据录入点，使姿态标定更加快捷。

主权项

1.一种快捷自判误机器人工具坐标系标定方法，其特征在于，基于以下定义：系{0}：基坐标系系{0}；系{6}：腕部末端坐标系系{6}；系{7}：工具坐标系系{7}；[x,y,z,α,β,γ]：源数据，即录入数据，即机器人自带系统得到的用于工具坐标系标定的数据，x,y,z是系{6}到系{0}的偏移，α,β,γ是RPY姿态描述方法系{6}相对系{0}的旋转角；T：两个坐标系变换矩阵，R：两个坐标系坐标轴角度的变换矩阵，R是T的3×3子矩阵；p：两个坐标系原点的位置向量，p是T的3×1子矩阵；m,n：坐标系编号，m,n＝0,6,7，m为出发坐标系，n为到达坐标系；标定方法具体包括：位置标定的步骤，具体包括以下子步骤：步骤1.1，机器人以不同姿态接触工作空间内的任意一点，并依次记录每个位姿时对应的一组[x,y,z,α,β,γ]，根据以下公式计算⁰T_6(i)；步骤1.2，由⁰R_6(i)⁶p₇+⁰p_6(i)＝⁰p_7(i)得到⁶p₇：将步骤1.1中⁰T_6(i)依照拆开后，得到的数据带入上式可以计算出⁶p₇；姿态标定方法步骤，具体包括：步骤1，调节机器人使工具末端平行于基坐标的Z轴，同时并设定系{7}的Z轴和X轴方向和系{0}的‑Z和+X方向一致，此时记录此时的源数据[x,y,z,α,β,γ]，计算⁰T₆，并拆出⁰R₆，计算⁰T₆和拆出⁰R₆的方法见位置标定的步骤1和步骤2；步骤2，根据公式⁶R₇＝(⁷R₀⁰R₆)^‑1计算出⁶R₇；自判误机制的步骤，为了进行自判误，需要计算⁰p_7(i)的标准差s，根据s与阈值变量Υ之间的大小进行判断，其中，误差为标定得到的系{7}原点到系{6}原点的空间距离和实际系{7}原点到系{6}原点的空间距离之差，根据机器人的精度要求确定的空间距离之差范围即可容忍误差，阈值变量Υ和可容忍误差最大值成正比关系；具体包括以下子步骤：步骤2.1，将步骤1.2中的⁰R_6(i)和⁰p_6(i)，带入公式⁰R_6(i)⁶p₇+⁰p_6(i)＝⁰p_7(i)得⁰p_7(i)，计算出步骤2.2，求⁰p_7(i)与的空间距离d_i步骤2.3，求⁰p_7(i)的标准差s步骤2.4，比较s和Υ，并根据比较结果选择是否对数据进行处理：选择执行一：若s≤Υ，则录入源数据的误差在允许范围内，计算的⁶p₇有效；选择执行二：若s＞Υ，找出最大的d_i，舍弃第i次采集的源数据，n＝n‑1，并执行步骤2.5；步骤2.5，比较n和3，根据比较结果判断剩余源数据是否大于等于3组，并选择执行方案：选择执行一：若n＞3，利用剩余源数据，再次执行步骤2.1到步骤2.4；选择执行二：若n≤3，则该次位置标定操作失败，直接结束。