[发明专利]基于二维码修正机器人系统的位姿估计方法

说明书

本发明涉及基于二维码修正机器人系统的位姿估计方法，获取机器人系统在世界坐标系中的位置信息；获取机器人系统工具端在机器人基坐标系下的位姿；获取地面定位修正二维码图像信息；计算出机器人系统实际位置与机器人示教位置的转换矩阵；利用转换矩阵对工件坐标系进行转换，生成新的工件坐标系；将示教位姿都转换到新的工件坐标系中；按照新的工件坐标系，移动机器人系统，到达修正后的目标位置。本发明能使机器人系统的各个部分达到高精度定位，修正机器人系统的位姿偏差，能令精度达到0.5mm。

技术领域

本发明涉及机器人应用技术领域，具体涉及一种基于二维码修正机器人系统的位姿估计方法。

背景技术

传统的机器人系统仅仅会对机器人基座中心或者底座中心进行定位修正，由于机器人系统的工作位置为机器人手臂的末端工具，末端工具与机器人系统的底座中心间会有很大的水平距离，这样在底座中心的很小的一个角度偏差，例如0.2°，就会导致在机器人手臂的末端工具上出现极大的水平移动量偏差(臂长1.8米时约100mm)，使得机器人系统在工作区域无法进行准确的定位，机器人手臂的所有操作将会失去精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于二维码修正机器人系统的位姿估计方法，消除工具端出现的误差，提高整个系统的精度。

本发明所采用的技术方案为：

基于二维码修正机器人系统的位姿估计方法，其特征在于：

所述方法包括以下步骤：

S1、获取机器人系统在世界坐标系中的位置信息；

S2、获取机器人系统工具端在机器人基坐标系下的位姿；

S3、获取地面定位修正二维码图像信息；

S4、计算出机器人系统实际位置与机器人示教位置的转换矩阵；

S5、利用转换矩阵对工件坐标系进行转换，生成新的工件坐标系；

S6、将示教位姿都转换到新的工件坐标系中；

S7、按照新的工件坐标系，移动机器人系统的工具端，到达修正后的目标位置。

S2中，在通过机器人控制器获取机器人系统工具端在机器人基坐标系下的位姿之前，对机器人末端工具TCP坐标进行XYZ4点标定，将标定后的结果设定于机器人控制器中，令机器人控制器能直接控制机器人末端工具的目标位姿。

S3中，在获取定位修正二维码图像信息之前，使用机器人示教器通过示教将机器人视觉移动到最佳的拍照位姿，到达最佳拍照位姿后，调整机器人视觉焦距和光圈，使图像信息清晰不失真，将示教程序与相机参数进行存储。

S3中，在获取定位修正二维码图像信息之前，在被测物附近地面贴设标定二维码，码制为Data Matrix ECC 200。

示教过程中，在机器人基坐标系下的转换关系为：

^BaseH_APoint＝^BaseH_End·^EndH_Tool·^ToolH_Camera·^CameraH_Cal·^CalH_APoint (1)

其中：

^BaseH_APoint为目标点在基坐标系下的位姿；

Base为机器人基坐标系原点；

APoint为目标点；

End为机器人末端法兰盘中心点；