[发明专利]一种基于视觉反馈的并联机器人位置闭环校准算法

说明书

一种基于视觉反馈的并联机器人位置闭环校准算法。本发明涉及一种基于视觉反馈的并联机器人位置闭环校准算法。步骤一：基于用户输入的校准和矫正周期量T，强制要求动平台在每个矫正时间点到来时，基于现有释放位完成后，进入校准模式，并基于现有坐标体系，移动至规定位置C0（x0，y0，z0），并在进入视界边界线的同时开始依照固定时间戳间隔将动平台运动的运动学解算位置（即运动体系中的理论位置）记录为校对数据包存入校对缓冲区；步骤二：并在进入视界边界线的同时开始依照固定时间戳间隔将动平台运动的运动学解算位置（即运动体系中的理论位置）记录为校对数据包存入校对缓冲区。本发明用于并联机器人位置闭环校准算法。

技术领域

本发明涉及一种基于视觉反馈的并联机器人位置闭环校准算法。

背景技术

在机器人领域，Delta构型的并联机器人相对于串联机器人具有高度高精度的特点，因此可以更加有效地应用在对运动速度、精度要求较高的食品包装、制造加工、航空航天等领域。随着工业水平的提高和智能机器人在工业界的广泛应用，工业领域对于机器人的工作速度和精度提出了更高的要求。同时并联机器人开始朝着高速、轻量化的方向发展，使得并联机器人的动力学性能和震动特性的因素越来越复杂，例如高速化运动导致惯性力激振频率升高，轻量化设计造成杆件柔性增加导致固有频率下降，这些都使得并联机器人在运动过程中的运动误差和弹性震动加大，影响了机构的工作精度，因此如何提高并联机器人的位姿精度是提高并联机器人使用效果的一个重要问题。

目前传统上对于并联机器人的位姿精度，尤其是高速运动下的位置偏差补偿的解决方法并没有特别成熟的方案，传统的PID控制方式存在控制效果较差、运算量较大的缺陷，而智能化的粒子群算法、模糊PID控制等方式又停留在理论研究阶段，因此开发一种高效、实现简便的并联机器人位姿精度校准与矫正方法是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于视觉反馈的并联机器人位置闭环校准算法，实现对并联机器人运动控制过程中的误差补偿，以机器视觉反馈为核心来对并联机器人动平台抓取装置的位置进行二维平面上的校准与矫正。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于视觉反馈的并联机器人位置闭环校准算法，通过以下步骤实现：

步骤一：基于用户输入的校准和矫正周期量T，强制要求动平台在每个矫正时间点到来时，基于现有释放位完成后，进入校准模式，并基于现有坐标体系，移动至规定位置C0（x0，y0，z0）；

步骤二：并在进入视界边界线的同时开始依照固定时间戳间隔将动平台运动的运动学解算位置记录为校对数据包存入校对缓冲区；

步骤三：运动控制模块在获取第一个视觉矫正UDP包后，开始以时间戳为匹配主键读取理论位置缓冲区中的对应位置数据对，假设捕获的第一个有效视觉矫正UDP包解析后位置对为Ck（xk，yk，z0），则动平台理论位置与实际位置的变动量为Δ(xk - x0，yk - y0，0)，以Δ遍历和修正运动控制模块所有坐标变量值，完成校准模式，退出恢复为运动控制模式。

所述的步骤一中，运动控制模块定期与视觉识别模块同步进入校准模式，以便实时约束来完成校准过程，矫正机制快速并且频率可控。

所述的步骤三中，视觉识别模块中抛出多个视觉矫正UDP包，而同时运动控制模块也记录了多个对应于时间戳的理论位置记录对。

有益效果：

本发明可以根据机器视觉的辨识结果，以一定的动平台标识物作为标识依据，在并联机器人运动过程中基于可靠的机器视觉识别形成实时的位置反馈校准，从而在并联机器人运动过程中高效地对运动位置进行校准和矫正，提高高速运动下的并联机器人的工作精度。

附图说明：

附图1是本发明的位置校准与矫正的算法流程图。