[发明专利]机器人坐标系转换方法

说明书

本发明涉及一种机器人坐标系转换方法，S1：在用户坐标系与机器人世界坐标系的公共空间中，寻找公共点，并分别读取该公共点在用户坐标系和机器人坐标系中的位置；S2：找出用户坐标系与机器人世界坐标系之间的转换关系；S3：将S1获得的公共点位置坐标带入S2中的转换关系，通过最小二程法可确定步骤2中转换关系式。本发明提出一种机器人坐标系转换方法，极大简化了在用户坐标系与机器人世界坐标系之间的转换问题，该转换方法能直接从用户坐标系转换到机器人世界坐标系，计算简便，流程清晰。

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，尤其涉及一种基于用户坐标系和机器人世界坐标系之间的转换方法。

背景技术

在机器人控制领域中，为了提高机器人末端工具的速度和操作精度，精确定位机器人工具坐标系位置十分重要。而在工程应用中，机器人实际工作坐标系与机器人系统坐标往往是不重合的。因此寻找一种方法，实现从机器人实际坐标系到机器人系统坐标系的转换显得尤为必要。

通常在工程应用中，机器人的世界坐标系相对机器人是固定的，而用户坐标系在不同的工作场景有不同的设定，通过找到用户坐标系与世界坐标系的关系，即可确定机器人在不同应用场景的坐标位置。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出一种机器人坐标系转换方法，通过测量机器人工具点在用户坐标系中的位置与工具点在机器人世界坐标系中的位置，通过空间变换，完成从用户坐标系到机器人世界坐标系的转换。

一种机器人坐标系转换方法，方法步骤如下：

S1：在用户坐标系与机器人世界坐标系的公共空间中，寻找公共点，并分别读取该公共点在用户坐标系和机器人坐标系中的位置；

S2：找出用户坐标系与机器人世界坐标系之间的转换关系；

S3：将S1获得的公共点位置坐标带入S2中的转换关系，通过最小二程法可确定步骤2中转换关系式。

优选的，所述S1中公共点在机器人世界坐标系中的位置坐标为p₁(x₁,y₁,z₁)，公共点在用户坐标系中的位置坐标为p′₁(x′₁y′₁,z′₁)。

优选的，所述S2中机器人世界坐标系课通过旋转、平移、缩放得到用户坐标系。

优选的，所述S2中机器人世界坐标系与用户坐标系可用如下如下关系表述：

优选的，所述机器人世界坐标系与用户坐标系的关系表达式中，θ_x，θ_y，θ_z分别为机器人世界坐标系绕x，y，z轴旋转角度。

优选的，所述机器人世界坐标系与用户坐标系的关系表达式中Δx，Δy，Δz为机器人世界坐标系以x，y，z轴平移量，为待确定参数。考虑到两个坐标系的尺度可能不尽相同，设置m为尺度变换参数，为待确定参数。

其中：

优选的，所述公共点为一尖锐物体作测量点，尖锐点≤1mm。

在机器人系统中，分别存在世界坐标系，基坐标系，法兰坐标系和工具坐标系，通常，世界坐标系位于机器人底部是固定不动的，而其他三个坐标系为非固定的。而在机器人内部，此四个坐标之间的转换关系一般是写入系统内部的，只需确定用户坐标系与其中一个坐标系的关系，其余三个坐标系均可确定。