机器人承载平台姿态的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种机器人承载平台姿态的检测方法，用于解决现有检测方法检测精度低的技术问题。技术方案是在机器人承载平台的初始化位置设定一个世界坐标系作为参考坐标系，通过球栅尺以及球栅尺测量触头配合检测动坐标系相对世界坐标系的二维坐标（x，y），通过磁栅尺与静磁珊源配合，通过磁栅尺上显示的当前磁珊源的高度反求机器人承载平台的z坐标和绕x、y两个坐标轴的旋转角度变化值，通过采集磁珊源数据采集端数据获得机器人承载平台围绕x、y轴旋转的角度；通过叉乘世界坐标系下A1、C1点坐标值，计算待测平面法向量NZ。然后叉乘NZ和世界坐标系下O1A1即得O1C1方向，叉乘NZ和O1C1即得O1A1方向。由于引入球栅尺、磁栅尺等非接触式测量，提高了测量精度。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种机器人承载平台姿态的检测方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，在机器人承载平台的初始化位置设置一个世界坐标系作为参考坐标系，在机器人承载平台上任选三个点组成待测平面，该待测平面随着机器人承载平台的移动而发生姿态的变化，即为动坐标系；设A、B、C分别是在机器人承载平台任意取定的三个点，过C点做AB的垂线，垂足为O，以O为坐标原点，OA、OC分别为x轴，z轴，坐标系Oxyz即为初始化的动坐标系；机器人承载平台移动后的姿态用O1x1y1z1来表示；第二步，在搭载机器人承载平台的滑轨上安装球栅尺4，在滑轨与承载平台配合处安装球栅尺测量触头3，球栅尺4与球栅尺测量触头3配合检测动坐标系相对世界坐标系的二维坐标（x，y）；垂直于水平面且垂直滑轨一侧和垂直于水平面且平行滑轨一侧各安装一个磁栅尺1，机器人承载平台中心安装静磁珊源5，通过磁栅尺1上显示的当前磁珊源5的高度反求机器人承载平台此刻的z坐标和绕x、y两个坐标轴的旋转角度变化值；第三步，采集平行滑轨方向安装的磁珊源5数据采集端数据获得机器人承载平台围绕x轴旋转的角度，采集垂直滑轨放置的磁珊源5数据采集端数据获得机器人承载平台后仰的角度，及围绕y轴旋转的角度；绕水平面两个轴旋转的角度值经过空间姿态变换运算求出在垂直地面方向位移的变化值；采集球珊尺测量触头3端子数据，即为在世界坐标系中O运动时间t后到O1位置水平面二维坐标值的变化；第四步，通过三维坐标测量仪获取A、C点在世界坐标系下的位置坐标，该坐标即为A1、C1在动坐标系下的坐标，应用空间复合变换和欧拉坐标转换公式，使用求解O1在世界坐标系中的三维坐标的计算方法，计算出A1、C1在世界坐标系下的坐标；坐标转换公式如下：Pi=RPjij+PiojRij=R(OZ,α)*R(OC,β)*R(OA,γ)=cosα-sinα0sinαcosα0001*1000cosβ-sinβ0sinβcosβ*cosγ0-sinγ010sinγ0cosγ机器人承载平台的姿态变化，即三维平动值和每个平面法向量方向的变化，以上 α、β、γ即为法向量姿态的变化量；第五步，将第四步计算的世界坐标系下A1、C1点坐标叉乘，设A1、C1在世界坐标系下的坐标分别为Pa1、Pc1，Pa1x表示三维坐标中x分量，按照以下公式计算待测平面法向量，PojPcl→=(Pclx-Pojx,Pcly-Pojy,Pclz-Pojz)PojPal→=(Palx-Pojx,Paly-Pojy,Palz-Pojz)Nz=PojPcl→×PojPal→然后叉乘NZ和即得O1C1方向，叉乘NZ和即得O1A1方向；计算结果带入第四步反求机器人承载平台姿态变化中各参数变化量。FDA00003289696900024.jpg,FDA00003289696900025.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：秦现生，薛婷，王宁，王增翠，牛军龙，王文杰，王战玺，陈亚胜，任瑞敏，武俊强，谭小群，杨雪宝，白晶，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：