[发明专利]一种基于参数降维辨识的机器人精度补偿方法

权利要求书

1.一种基于参数降维辨识的机器人精度补偿方法，其特征在于：将机器人的25个几何参数误差造成的影响等效转换为至少10个几何参数误差进行辨识，所述的10个几何参数误差包括：6个关节转角误差Δθ₁～Δθ₆、1个关节偏距Δd₄、3个连杆长度Δa₁～Δa₃；将辨识后的10个几何参数误差直接补偿到机器人的配置参数中，具体实现至少包括以下步骤：

第一步，建立机器人定位误差模型，获取机器人末端绝对定位误差与机器人的至少10个几何参数误差(Δθ₁～Δθ₆、Δd₄、Δa₁～Δa₃)之间的关系表达式；

第二步，利用最小二乘法求解出几何参数误差，所述求解出的几何参数误差至少包括：Δθ₁～Δθ₆、Δd₄、Δa₁～Δa₃；

第三步，将辨识后的几何参数误差直接补偿到机器人的D-H配置参数中，完成机器人精度补偿。

2.根据权利要求1所述的一种基于参数降维辨识的机器人精度补偿方法，其特征在于：所述第二步中利用最小二乘法求解出几何参数误差，其具体过程为：将机器人末端采样获得的多组数据代入误差模型中构造超定方程组，通过寻找超定方程组的最小二乘解作为几何参数误差值的近似解。

3.根据权利要求1所述的一种基于参数降维辨识的机器人精度补偿方法，其特征在于：所述的将机器人的25个几何参数误差造成的影响转换为至少10个几何参数误差进行辨识的具体步骤为：

(1)通过测量仪器获取机器人多组位姿下的机器人末端实际位置P_c，同时记录下机器人末端在各测量点对应的关节转角值θ₁～θ₆；

(2)将步骤(1)中的θ₁～θ₆代入机器人正运动学方程获得机器人在各测量点下的末端理论位置p_n和对应的扩展雅克比矩阵值M_i(M_θ1～M_θ6、M_d4、M_a1～M_a3)；

(3)求解机器人末端位置偏差值e_i＝p_c-p_n；

(4)将e_i和M_i代入到误差模型e_i＝M_θiΔθ_i+M_d4Δd₄+M_ajΔa_j中，对雅克比矩阵进行消除冗余参数和奇异值分解，获取广义逆矩阵

(5)利用最小二乘法求解线性方程组获取机器人的几何参数误差值Δq_i；

(6)将Δq_i值与理论几何参数f_i(θ₁～θ₆、d₄、a₁～a₃)相加，更新f_i，将f_i代入到运动学方程中重新计算机器人末端的理论坐标与实际坐标之间的末端位置偏差值e_i，更新e_i；

(7)判断更新后的偏差e_i是否满足精度要求，若满足，则输出几何参数误差值Δq_i，否则返回继续执行步骤(4)。