[发明专利]一种提升工业机器人工具坐标系标定精度的方法

摘要

本发明公开了一种提升工业机器人工具坐标系标定精度的方法，属于工业机器人应用控制领域。该方法在常见的“四点法”工具坐标系标定的过程中，对于每个待标定点给予精度评价，当精度达到要求时方可进行下一个标定点的标定，并且在标定点均记录好后对最终的标定结果给予一个总体的精度评价。该方法方便用户示教出合理的标定点，消除用户在标定过程中带来的人为误差，以得到高精度的工具坐标系标定结果，进而消除由于工具坐标系标定不精准而带来的轨迹跟踪精度不高等运动问题。本发明提出的工具坐标系标定提升算法，无需添加任何标定装置，操作简单方便。

主权项

1.一种提升工业机器人工具坐标系标定精度的方法，其步骤如下：步骤1.记录第一个标定点姿态(A1,B1,C1)，转换为旋转矩阵R1，再转换为四元数Q1的描述：(A1,B1,C1)→R1→Q1步骤2.记录当前待标定点姿态(A2,B2,C2)，转换为旋转矩阵R2，再转换为四元数Q2的描述：(A2,B2,C2)→R2→Q2步骤3.计算当前待标定点相对于上一个标定点的旋转角度θ,范围为0°～180°：θ＝f(Q1,Q2)；步骤4.计算精度评价分γ：其中θ0、θ1、θ2为设定的旋转角度边界值根据精度评价分γ是否满足给定的标准值，判断该点的标定精度是否满足要求，若不满足要求，则返回步骤2；如果满足精度要求，则执行下一步骤；步骤5.选择下一个待标定点，循环执行步骤2，3，4，5，直至四个标定点均操作完成；步骤6.标定精度提升算法，步骤如下：步骤6.1根据记录的四个标定点，算出四组标定结果：式中，(px1,py1,pz1)～(px4,py4,pz4)为四组工具坐标系标定结果；R1～R4为四个标定点所对应的旋转矩阵，(ex1,ey1,ez1)～(ex4,ey4,ez4)为四个标定点所对应的位置坐标；步骤6.2计算四组标定结果的标准差：式中，为标定结果各个分量的平均值，σ_x,σ_y,σ_z为标定结果各个分量的标准差；步骤6.3最终标定结果评价σ：当σ在一定范围内，认为标定精度满足要求，标定成功，给出工具坐标系位置参数为