专利名称：具有协作关系的多机器人系统的基坐标系标定方法
技术领域：
本发明针对多机器人协作系统，提出了一种新的协作机器人基坐标系标定方法。 该方法借助于机器人内部关节位置传感器和标定指，可实现在不需要增加任何传感或测量设备的情况下，标定具有协作关系的机器人基坐标系间的相对位姿。属于工业机器人、柔性化制造系统技术领域。
背景技术：
现代化生产中存在许多复杂的装配任务或大型工件的搬运等，多机器人协作系统的出现为解决上述难题提供了便捷、有效的途径。多机器人协作系统目前已成为机器人领域的研究热点，特别是在柔性化制造系统的设计和实现过程中发挥着越来越重要的作用。 在多机器人系统中，每个机器人在执行协作任务的时候需要知道其它机器人的位置，也就是确定其它机器人的基坐标系与自己的基坐标系间的相对位姿。这也就是所谓的协作机器人基坐标系标定问题。解决协作机器人的基坐标系标定问题，特别是对于生产环境下的工业机器人系统，依然缺少简单有效的方法。目前的多机器人协作系统的基坐标系标定方法，一般均需要附加传感器或测量装置，标定方法的步骤和精度也存有很大差别。为满足现代化生产过程的需求、顺应机器人技术的发展趋势，本发明提出了一种操作简单的协作机器人基坐标系标定方法。其基本思想是通过在协作机器人之间构造特定的“握手”动作并记录机器人对应的位姿信息，依据特定形式的标定方程计算协作机器人间的基坐标系位姿关系。采用本发明中提出的协作机器人基坐标系标定方法除标定指外，不需要增加额外的传感装置或测量设备，操作步骤简单、标定精度较高，能够解决常见的机器人协作任务下的基坐标系标定问题。
发明内容
技术问题本发明的目的是为工业机器人多机器人系统提供应用于多机器人系统的协作机器人基坐标系标定方法，在仅依赖机器人原有的关节位置传感器的基础上提供一种操作简便、精度满足绝大多数机器人操作任务要求的机器人基坐标系标定方法。技术方案协作机器人基坐标系标定方法的基本思想是通过在具有协作关系的机器人之间构建特定的“握手”动作来获取标定方程所需的位置信息，通过特定形式的标定方程求解协作机器人基坐标系之间的相对位姿关系。将η台多机器人系统按相互间有协作关系的前提分成n-1组，每组两台，通过在每组两台协作机器人之间构造四组握手动作获取标定方程所需的位置信息，借助于标定方程求解具有协作关系的两机器人基坐标系间的位姿变换矩阵；重复n-1次，完成n-1组两协作机器人的基坐标系标定，从而完成η台机器人系统的协作机器人基坐标系标定。协作机器人基坐标系标定方法中，标定方程的具体形式为
权利要求
1.一种应用于多机器人系统的协作机器人基坐标系标定方法，其特征在于将η台多机器人系统按相互间有协作关系的前提分成η-1组，每组两台，通过在每组两台协作机器人之间构造四组握手动作获取标定方程所需的位置信息，借助于标定方程求解具有协作关系的两机器人基坐标系间的位姿变换矩阵；重复η-1次，完成η-1组两协作机器人的基坐标系标定，从而完成η台机器人系统的协作机器人基坐标系标定。
2.如权利要求1所述的应用于多机器人系统的协作机器人基坐标系标定方法，其特征在于协作机器人基坐标系标定方法中，标定方程的具体形式为
3.如权利要求1所述的应用于多机器人系统的协作机器人基坐标系标定方法，其特征在于所述的握手动作构造的基本要求是两机器人工具手中心点位于协作机器人工作空间重叠区域中的同一点。
4.如权利要求1所述的应用于多机器人系统的协作机器人基坐标系标定方法，其特征在于通过在每组两台协作机器人之间构造四组握手动作，针对四组握手动作完成时的机器人工具手中心点取法提出的一种“直角正三棱锥”四点取法，四点位置在机器人协作空间中构成一个直角正三棱锥。
全文摘要
本发明介绍了一种应用于多机器人系统的协作机器人基坐标系标定方法。该方法的基本思路是通过在两两协作机器人之间构造四组特定形式的握手动作获取标定方程所需的位姿信息，借助特定形式的标定方程计算协作机器人基坐标系间的相对位姿关系。采用本发明介绍的方法除发明中介绍的标定指外，可以在不增加任何传感器和测量设备的情况下，快速、准确的标定具有协作关系的机器人基坐标系间的相对位姿，为实现具有多机器人协作功能的更先进的机器人控制器提供了技术基础。
文档编号G01B5/004GK102226677SQ201110027080
公开日2011年10月26日 申请日期2011年1月26日 优先权日2011年1月26日
发明者戴先中, 甘亚辉 申请人:东南大学