[发明专利]一种基于空间两点投影的协同机器人基坐标系标定方法

权利要求书

1.一种基于空间两点投影的协同机器人基坐标系标定方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步：将所有n台机器人以相互之间具有协同关系的任意两台机器人为一个小组作为最小标定单位进行划分；

第二步：在最小标定单位的两台机器人R_i，R_j中，建立两台机器人各自的基坐标系F_i，F_j，在两台机器人各自基坐标系原点O_i，O_j连线的两侧各任意确定一个标定点，作为公共工作空间中的两个标定点P1和P2，

第三步：将该两台机器人的末端点分别在标定点P1和标定点P2处以握手方式接触，获得各自机器人的关节转角信息；

第四步：分别建立该两台机器人的D-H坐标系，利用关节转角信息计算出各自的末端姿态矩阵和k＝1，2，k＝1分别表示机器人在标定点P1处，k＝2分别表示机器人在标定点P2处，n表示机器人的旋转关节数量，再计算出各末端对应的RPY转角中绕基坐标系z轴旋转角γ；

第五步：将该两台机器人以及两个标定点P1和P2进行投影，利用其平面几何约束关系，计算得到相对水平平移矩阵相对水平旋转矩阵和相对垂直平移矩阵

第六步：将相对水平平移矩阵相对垂直平移矩阵与相对水平旋转矩阵相组合得到两机器人基坐标系之间最终的相对位姿变换矩阵

第七步：对于由具有协同关系的两台机器人组成的每个最小标定单位均重复以上步骤二～六，完成协同机器人基坐标系的标定。

2.根据权利要求1所述的一种基于空间两点投影的协同机器人基坐标系标定方法，其特征在于：所述的第五步具体为：将该两台机器人以及两个标定点P1和P2向水平面投影，利用其平面几何约束关系，计算出水平面上该两台机器人基座标F_i，F_j之间的相对水平平移矩阵和相对水平旋转矩阵将两台协同作业的机器人以及两个标定点向垂直面投影，利用其平面几何约束关系，计算出垂直面上两台协作机器人基座标F_i，F_j之间的相对垂直平移矩阵

3.根据权利要求1所述的一种基于空间两点投影的协同机器人基坐标系标定方法，其特征在于：所述第一步中所有n台机器人划分后至少共划分有n-1个小组。

4.根据权利要求2所述的一种基于空间两点投影的协同机器人基坐标系标定方法，其特征在于：所述相对水平平移矩阵和相对水平旋转矩阵具体采用以下方式得到：

建立XYZ三维坐标系，z轴方向竖直向上，将该两台机器人以及标定点P1和标定点P2向水平的X-Y平面投影，利用X-Y平面投影的几何约束关系以及机器人末端点RPY角中的绕z轴旋转角γ，计算出其中一机器人R_j相对于另一机器人R_i的基坐标系在X-Y平面上的x方向偏移量p_x和y方向偏移量p_y以及相对于绕z轴的旋转量θ_rotz，由x方向偏移量p_x和y方向偏移量p_y组合得到相对水平平移矩阵由旋转量θ_rotz得到相对水平旋转矩阵

5.根据权利要求2所述的一种基于空间两点投影的协同机器人基坐标系标定方法，其特征在于：所述相对垂直平移矩阵具体采用以下方式得到：

建立XYZ坐标系，z轴方向竖直向上，将该两台机器人以及标定点P1和标定点P2向垂直的Y-Z平面投影，利用Y-Z平面投影的几何约束关系以及标定点P1和标定点P2在各自基坐标系下的z轴坐标值，计算出其中一机器人R_j相对于另一机器人R_i的基坐标系在z轴竖直方向上的z方向偏移量p_z，由z方向偏移量p_z得到相对垂直平移矩阵