[发明专利]一种多点激光测距分布式机器人校准系统与方法

权利要求书

1.一种多点激光测距分布式机器人校准系统，其特征在于：所述的校准系统由校准器、反射体、控制器和电缆组成，其中：

所述的校准器有多个，分布安装于机器人工作空间内的多个不同位置，各校准器之间通过电缆串联在一起；每个校准器内置多个激光测距传感器，可以快速测量反射体中心点的三维坐标及姿态角度；

所述的反射体只有一个，安置于机器人的末端，可随机器人的末端一同移动；当反射体到达任何校准器的检测范围之中时，其中心点的三维坐标及姿态可由校准器检测获得；

所述的控制器安置于机器人附件某个位置，通过电缆与一个校准器相连，进而与所有的校准器相连；控制器对每个校准器进行控制并采集相应的反射体中心点的三维坐标，通过电缆提供给机器人控制器或控制机器人的上位机。

2.根据权利要求1所述的多点激光测距分布式机器人校准系统，其特征还在于：所述的校准器内置三个测距传感器组，三个测距传感器组互相正交于同一点。

3.根据权利要求1所述的多点激光测距分布式机器人校准系统，其特征还在于：所述的每个测距传感器组内包含有一个或多个平行并列布置的测距传感器。

4.根据权利要求1所述的多点激光测距分布式机器人校准系统，其特征还在于：所述的测距传感器为非接触式绝对位移传感器，与反射体没有接触，不影响机器人末端移动的动态特性，而且校准速度快。

5.根据权利要求1所述的多点激光测距分布式机器人校准系统，其特征还在于：所述的控制器与校准器之间、校准器与校准器之间是通过串行总线相连的，而且控制器和每个校准器都具有两个功能完全相同的通讯接口，便于控制器与校准器、校准器与校准器之间的串行连接和级联。

6.一种基于上述的多点激光测距分布式机器人校准系统的坐标系对齐方法，具体过程如下：

(1)首先，将校准器安置于机器人工作区域内的某个校准点位置处，保证校准仪的坐标轴方向与机器人的坐标轴方向基本一致；

(2)机器人带动反射体移动到该校准器的检测范围之内，停稳之后，此位置称之为初始点位置；

(3)机器人带动反射体沿着机器人坐标系内一个具有约定矢量的直线方向移动一段距离，校准器自动连续测量反射体中心的三维坐标，并将坐标检测结果传送至控制器；

(4)控制器对上述坐标测量结果进行处理，通过直线拟合得到一条空间直线，并计算其在校准器坐标系内的矢量；

(5)控制器将约定的机器人坐标系矢量与计算得到的校准器坐标系中的矢量相除，得到三个坐标轴方向的矢量修正因子，即为三个坐标轴方向的修正系数；

(6)控制器利用上述三个修正系数对后续的反射体中心点的三维坐标值进行修正，从而可以得到相对于机器人坐标系的坐标值，从而实现了校准器坐标系与机器人坐标系的对齐。