[发明专利]基于光学定位仪的工具尖端位置的动态标定方法、系统、介质、设备

权利要求书

1.一种基于光学定位仪的工具尖端位置的动态标定方法，其特征在于，包括：

制造结构步骤：制造特定的工具尖端及基准块结构；

安装光学定位装置步骤：在基准块特定表面位置上开圆锥形凹槽，并在特定位置安装光学定位装置；

准备采集数据步骤：将工具尖端顶紧基准定位块的凹槽，准备采集数据；

采集姿态信息步骤：绕工具尖端旋转工具，通过光学定位仪采集工具姿态信息以及基准定位块姿态信息；

获取相对姿态信息步骤：根据将工具姿态信息、基准定位块姿态信息，将采集到的工具姿态信息、基准定位块姿态信息传入转换算法，获取工具相对于基准定位块姿态信息；

获取偏移坐标步骤：根据工具相对于基准定位块姿态信息，将工具相对于基准定位块姿态信息传入球面拟合算法，获取工具尖端相在工具坐标系下的偏移坐标。

2.根据权利要求1所述的基于光学定位仪的工具尖端位置的动态标定方法，其特征在于，准备采集数据步骤包括：

尖端顶紧凹槽步骤：工具尖端插入基准定位块的圆锥形凹槽内，工具尖端顶紧圆锥形凹槽；

调节光学定位装置步骤：调节工具上的光学定位装置和基准定位块上的光学定位装置，使工具上的光学定位装置和基准定位块上的光学定位装置设置于光学定位仪的识别范围内。

3.根据权利要求1所述的基于光学定位仪的工具尖端位置的动态标定方法，其特征在于，采集姿态信息步骤包括：

记录位置信息步骤：将工具尖端顶紧基准定位块的圆锥形凹槽转动，同时记录工具上的光学定位装置和基准定位块上的光学定位装置的位置信息；

旋转工具步骤：旋转工具时，工具尖端始终顶紧基准定位块的圆锥形凹槽，且旋转特定角度，使得工具上的光学定位装置和基准定位块上的光学定位装置一直处于光学定位仪的识别范围内；

工具转动时，将工具上的光学定位装置和基准定位块上的光学定位装置始终正对光学定位仪；

记录差异性数据步骤：记录特定数据样本量的数据，获取特定数据样本量的数据；

特定数据样本量的数据反映相邻量数据点中的位置、旋转信息的差异性；

基准定位块和工具能够一起移动，移动过程中必须一直满足以下两个条件：

-保证工具上的光学定位装置和基准定位块上的光学定位装置始终在光学定位仪识别范围内；

-工具尖端始终顶紧基准定位块的圆锥形凹槽。

4.根据权利要求1所述的基于光学定位仪的工具尖端位置的动态标定方法，其特征在于，获取相对姿态信息步骤包括：

转换算法解析步骤：通过光学定位仪的反馈可以得到光学定位仪坐标系下工具的位置信息p1和旋转信息r1，根据p1、r1可以得到光学定位仪坐标系下工具的位置信息矩阵TT；通过光学定位仪的反馈可以得到光学定位仪坐标系下基准定位块的位置信息p2和旋转信息r2，根据p2、r2可以得到光学定位仪坐标系下基准定位块的位置信息矩阵TB；由矩阵运算关系可知：

TB*TL＝TT；

TB-1*TB*TL＝TB-1*TT；

TL＝TB-1*TT；

如上所示计算得出矩阵TL，TL即表示机械臂与定位仪相对位置关系。

5.一种基于光学定位仪的工具尖端位置的动态标定系统，其特征在于，包括：

制造结构模块：制造特定的工具尖端及基准块结构；

安装光学定位装置模块：在基准块特定表面位置上开圆锥形凹槽，并在特定位置安装光学定位装置；

准备采集数据模块：将工具尖端顶紧基准定位块的凹槽，准备采集数据；

采集姿态信息模块：绕工具尖端旋转工具，通过光学定位仪采集工具姿态信息以及基准定位块姿态信息；

获取相对姿态信息模块：根据将工具姿态信息、基准定位块姿态信息，将采集到的工具姿态信息、基准定位块姿态信息传入转换算法，获取工具相对于基准定位块姿态信息；

获取偏移坐标模块：根据工具相对于基准定位块姿态信息，将工具相对于基准定位块姿态信息传入球面拟合算法，获取工具尖端相在工具坐标系下的偏移坐标。