[发明专利]机器人关节角零位标定系统、方法及存储介质

权利要求书

1.一种机器人关节角零位标定系统，其特征在于，所述系统包括：

安装于机器人主体的末端执行装置，包括一平面、固定于所述平面的激光器以及所述激光器的视觉伺服结构；

设置于机器人工作空间的标定装置，包括固定装置、安装于所述固定装置上的第一标定传感器和第二标定传感器，标定时，所述激光器发射的激光照射到所述第一标定传感器中心位置，并通过所述第一标定传感器反射到所述第二标定传感器中心位置；

控制器，包括数据采集模块和标定模块，所述数据采集模块用于采集所述第一标定传感器和第二标定传感器获取的机器人关节角速度，所述标定模块用于根据所述机器人关节角速度标定机器人关节角的零位偏差值；

在所述第二标定传感器的反射光路上设置有第一标定位置和第二标定位置，在从所述激光器到所述第一标定传感器中心位置的光路上设置有第三标定位置和第四标定位置；

所述数据采集模块，用于分别采集所述末端执行装置在所述第三标定位置和所述第四标定位置，且使得发射的激光照射到所述第一标定位置和第二标定位置时，所述第一标定传感器和第二标定传感器获取的四组机器人关节角速度；第一标定位置与所述第二标定位置之间的间距和所述第三标定位置与第四标定位置之间的间距相同；

所述标定模块，包括：

第一计算单元，用于按照工业机器人正运动学公式，根据所述四组机器人关节角速度计算出4组末端执行器的位姿状态；

第二计算单元，用于根据所述末端执行器位姿状态获得所述末端执行器在对应标定位置的线性方程，并计算四组线性方程形成的4个交点P₁、P₂、P₃和P₄；

搜索单元，用于根据点约束原则，搜索使得4个交点与交点平均值的均方差最小的目标机器人关节角，根据所述目标机器人关节角标定机器人关节角的零位偏差值，运用最小二乘法原理，使得4个关节角零位偏差值的均方差最小，通过lsqnonlin搜索算法而获得工业机器人初始关节角的零位偏差值Δq，完成标定工作。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述视觉伺服结构包括由设置于所述激光器两侧的摄像机组成的双目视觉伺服结构。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一标定传感器和第二标定传感器位于不同平面，且两者的安装方向之间呈预设角度。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述标定装置的标定坐标系和所述机器人的基坐标系的角度近似为0°。

5.一种采用如权利要求1-4任一项所述的机器人关节角零位标定系统的机器人关节角零位标定方法，其特征在于，所述方法包括：

获取当所述末端执行装置在所述第三标定位置和所述第四标定位置，且使得发射的激光照射到所述第一标定位置和第二标定位置时，所述第一标定传感器和第二标定传感器获取的四组机器人关节角速度；

根据所述四组机器人关节角速度标定机器人关节角的零位偏差值；

所述根据所述四组机器人关节角速度标定机器人关节角的零位偏差值，包括：

用于按照工业机器人正运动学公式，根据所述四组机器人关节角速度计算出4组末端执行器的位姿状态；

根据所述末端执行器位姿状态获得所述末端执行器在对应标定位置的线性方程，并计算四组线性方程形成的4个交点P₁、P₂、P₃和P₄；

根据点约束原则，搜索使得4个交点与交点平均值的均方差最小的目标机器人关节角，根据所述目标机器人关节角标定机器人关节角的零位偏差值。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求5所述方法的步骤。