[发明专利]一种测量机器人的工具坐标系标定方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种测量机器人的工具坐标系标定方法及系统。

背景技术

测量机器人工具坐标系标定是指对机器人末端的点激光传感器坐标系与机器人末端法兰盘坐标系之间的转换矩阵进行标定，这是实现整体叶盘在线测量的前提。目前工具坐标系标定一般采用一个机械约束点来实现，需要人工示教机器人，使待标定的工具点以不同的姿态接近约束点。

但是，这种方法存在以下问题：一方面标定精度受人工示教精度的影响，标定精度不高；另一方面采用机械约束点的方法不适用于点激光这种非接触式工具坐标系的标定。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种测量机器人的工具坐标系标定方法及系统，可以适用于点激光这种非接触式工具坐标系的标定，并且提高了标定的精度。

为了实现上述目的，本发明一方面的实施例提供一种测量机器人的工具坐标系标定方法，采用点约束方法标定出测量机器人的点激光传感器的工具坐标系，包括如下步骤：

步骤S1：设置点激光传感器的工具坐标系的多个姿态标定点，包括如下步骤：

步骤S11，将平面靶标放置于所述机器人的工作空间内，其中，所述机器人法兰盘坐标系的第一位姿为(Rx₀,Ry₀,Rz₀,X₀,Y₀,Z₀)，激光点在图像坐标系下的坐标为(U₀,V₀)；

步骤S12，控制所述机器人沿着基坐标系的Z轴移动第一距离ΔZ，其中，所述机器人法兰盘坐标系的第二位姿为(Rx₀,Ry₀,Rz₀,X₀,Y₀,Z₀+ΔZ)，激光点在图像坐标系下的坐标将变为(U₁,V₁)；

步骤S13，控制所述机器人沿着基坐标系的X、Y轴移动，直至所述点激光传感器投射到所述平面靶标上的激光点在图像坐标系恢复至步骤S11中的(U₀,V₀)，其中，所述机器人法兰盘坐标系的第三位姿为(Rx₀,Ry₀,Rz₀,X₁,Y₁,Z₀+ΔZ)；

步骤S14，重复步骤S12和S13，获得n个机器人的位姿点T_ri，将其设置为多个姿态标定点，1≤i≤n；

步骤S2：设置点激光传感器的工具坐标系的多个位置标定点，包括如下步骤：

步骤S21，将所述平面靶标放置于所述机器人的工作空间内，其中，所述机器人法兰盘坐标系的第一位姿为(Rx₀,Ry₀,Rz₀,X₀,Y₀,Z₀)，激光点在图像坐标系下的坐标为(U₀,V₀)；

步骤22，控制所述机器人绕着基坐标系的X轴转动第二距离ΔRx，其中，机器人法兰盘坐标系的第四位姿为(Rx₀+ΔRx,Ry₀,Rz₀,X₀,Y₀,Z₀)，激光点在图像坐标系下的坐标将变为(U_x1,V_x1)；

步骤S23，控制所述机器人沿着基坐标系的X、Y和Z轴移动，直至所述点激光传感器投射到所述平面靶标上的激光点在图像坐标系恢复至步骤S21中的(U₀,V₀)，其中，机器人法兰盘坐标系的第五位姿为(Rx₀+ΔRx,Ry₀,Rz₀,X_x1,Y_x1,Z_x1)；