[发明专利]一种巡检机器人机械臂末端空间定位方法

说明书

本发明公开了一种巡检机器人机械臂末端空间定位方法，属于巡检机器人机械臂末端定位方法领域；其方法，包括步骤1：通过调整坐标使机械臂末端平行于地面；步骤2：通过视觉传感器获取地面特征识别结果，机械臂根据地面特征识别结果平行于地面移至末端预置点完成第一次2D视觉定位；步骤3：保持预置点坐标不变旋转所需俯仰角度使视觉传感器平行操作面；步骤4：通过视觉传感器获取操作面特征识别结果，根据操作面特征识别结果调整机械臂末端使其到达操作面预置点完成第二次2D视觉定位；本发明通过基于平面进行两次2D视觉定位并调整，避免了采用一次2D视觉定位精度低、采用2D视觉结合距离传感器成本高的缺点，降低了定位成本且实现精准的空间定位。

技术领域

本发明属于巡检机器人机械臂末端定位方法领域，尤其是一种巡检机器人机械臂末端空间定位方法。

背景技术

近年来，随着机器人行业的发展，安防巡检类机器人在大型厂房、车间、变电站等各个领域兴起，巡检机器人系统的出现，节省大量的人力、物力和财力，尤其对于高危场所的巡检，巡检机器人成为最佳方案。目前，巡检机器人系统已经能够识别各类仪表、防火预警等工作。除此之外，巡检机器人搭载机械臂之后，便能够对现场进行各种操作。

目前大多数基于激光雷达SLAM导航的巡检机器人的定位精度低，带来的误差在几厘米到十几厘米，无法做到零误差，不足以满足机械臂操作要求；机械臂要求基座处于固定位置，从而才能保证末端工具运动的轨迹及位姿固定。当巡检机器人导航出现偏差时即实际停止位置与示教停止位置产生偏差，基座的位置与示教位置不同，从而末端工具的位姿与示教位置不同，导致无法正确执行相关操作设备的指令。现有技术中利用2D视觉一次定位方法，无法对空间进行准确定位，仅能在平面内保证准确，无法保证深度方向距离、位置角与示教点一致；利用2D视觉与距离检测传感器的结合方法或3D视觉定位，因需要同时设置视觉组件和测距组件导致成本较高。因此，需要一种机械臂末端空间定位方法可以保证测量精度的同时降低成本。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提供了一种巡检机器人机械臂末端空间定位方法，解决现有机械臂末端空间定位采用一次2D视觉定位精度低、采用2D视觉结合距离传感器成本高的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种巡检机器人机械臂末端空间定位方法，包括如下步骤：

步骤1：通过调整坐标使机械臂末端平行于地面；

步骤2：通过视觉传感器获取地面特征识别结果，机械臂根据地面特征识别结果平行于地面移至末端预置点完成第一次2D视觉定位；

步骤3：保持预置点坐标不变旋转所需俯仰角度使视觉传感器平行操作面；

步骤4：通过视觉传感器获取操作面特征识别结果，根据操作面特征识别结果调整机械臂末端使其到达操作面预置点完成第二次2D视觉定位。

优选地，所述步骤1调整坐标包括设置末端的沿Y轴的旋转矢量即Ry＝0°，沿X轴的旋转矢量即Rx＝90°。

优选地，所述步骤2中的地面特征包括地面设置的点或者线或者符号，所述操作面特征包括操作面设置的点或者线或者符号。

优选地，所述步骤3中俯仰角度的取值范围为N*90°(0≤N≤3)。

优选地，所述步骤3中旋转方向采用逆时针或者顺时针。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明通过基于平面进行两次2D视觉定位并调整，实现机械臂末端的工具的位置、姿态与目标位姿一致，消除机器人导航及运动误差，避免了采用一次2D视觉定位精度低、采用2D视觉结合距离传感器成本高的缺点；达到了降低定位成本、提高末端空间定位精度的效果；