[发明专利]一种基于多传感器融合的多机械手定位方法

说明书

本发明公开了一种基于多传感器融合的多机械手定位方法，包括以下步骤：1.成像传感器位置确认；2.多机械手初始位置确认；3.多机械手实时运动的角度、位移确认；4.多机械手实时位置确认；5.坐标系转换及递归滤波；6.机械手位姿信息更新、相对位姿信息确认。根据本发明，其提供一种基于多传感器融合的多机械手定位方法，每个机械手除了设置位移传感器、倾角传感器及机械手定位标签，外部传感单元包括成像传感器及环境定位标签，通过收集传感器信息，包括角度，位移及空间信息，实现三者之间的坐标转换，实现多机械手在同一空间坐标系下的相互感知及实时运动信息的更新。

技术领域

本发明涉及机械控制领域，特别涉及一种基于多传感器融合的多机械手定位方法。

背景技术

自上实际50年代以来，工业机器人在工业领域得到了广泛的应用，在装配焊接检测领域取代人力，从事很多繁重重复性的活动，而且工业机器人不断的发展，在操作性智能化方面得到了长足的发展，预计未来随着人口老龄化及产业升级的需求，工业机器人将在更多领域取代人力，得到更多的应用。感知系统是工业机器人的核心组成部分之一，分为内部感知器及外部感知器，将内部状态自身工作状态相关位移、速度和力等，外部信息如环境及对应控制信息作为控制机器人的相关参数。其中视觉感知技术是目前最重要的技术，基于视觉的伺服系统将视觉信息作为反馈信号，用于控制调整机器人的位置和角度。

随着技术的发展及更多业务的需求，多机械手协助成为业界的一个广泛需求，如在装配行业，多工位同时装配需要多个机械手协同工作，而要实现多机械手协同工作需要获得其准确的位姿定位信息以方便对其位姿进行调整，然而对于多机械手的定位目前还没有成熟可靠的通用解决方案。其主要挑战有两个，一个是机械手自身坐标系跟全局坐标系有差别，不同机械手的坐标系更加增加了问题的复杂度；二是机器人位移信息的积累误差，由于噪声的影响，短期的误差积累起来会造成非常大的累计误差。

有鉴于此，实有必要开发一种基于多传感器融合的多机械手定位方法，用以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明的主要目的是，提供一种基于多传感器融合的多机械手定位方法，对于每个机械手除了内部位移传感器外还设置倾角传感器及定位标签，外部传感单元包括视觉传感系统及定位标签，通过收集传感器信息，包括角度，位移及空间信息，实现三者之间的坐标转换，实现多机械手在同一空间坐标系下的相互感知及实时运动信息的更新。

本发明的另一个目的是，提供一种基于多传感器融合的多机械手定位方法，通过递归滤波器，结合机械手位移信息、角度信息及定位标签位置信息，校正了机器人位移信息的积累误差，能得到长期稳定的机械手在全局坐标系下的位置及角度信息。

为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种基于多传感器融合的多机械手定位方法，包括以下步骤：

步骤1，成像传感器位置确认：

若干成像传感器获取环境定位标签，给出每个成像传感器在全局坐标系的位置；

步骤2，多机械手初始位置确认：

若干成像传感器获取机械手定位标签，给出多机械手的初始位置信息；

步骤3，多机械手实时运动的角度、位移确认：

每个机械手，倾角传感器给出多机械手实时运动的角度信息，位移传感器给出实时位移信息在机械手实时运动的位移信息；

步骤4，多机械手实时位置确认：

若干成像传感器获取机械手定位标签，给出多机械手的实时位置信息；

步骤5，坐标系转换及递归滤波：

计算单元将多机械手的初始位置信息、实时运动信息及实时位置信息统一到同一空间坐标系，利用递归滤波器给出每个机械手在全局坐标系的位置及角度；