[发明专利]一种基于双机械臂和辅助臂的带电作业机器人控制系统

摘要

本发明提出一种基于双机械臂和辅助臂的带电作业机器人控制系统，第一机械臂、第二机械臂和辅助机械臂上均搭载有双目摄像头；所述双目摄像头用于采集机械臂作业场景图像，并将所述作业场景图像发送给数据处理和控制系统；所述数据处理和控制系统根据所述作业场景图像规划出机械臂空间路径，具体方法为：将机械臂末端位置与作业目标位置转换到同一参考坐标系下，获取械臂末端位置和作业目标位置在同一参考坐标系下的坐标之差；根据所述坐标之差使用运动学逆解计算方法解算出机械臂每个关节的角度期望值。本发明基于双目视觉结合坐标变换的方法自主式地控制机械臂完成配电线路带电作业的任务，减轻作业人员的劳动强度，提高了安全性。

主权项

1.一种基于双机械臂和辅助臂的带电作业机器人控制系统，包括绝缘斗臂车，搭载在绝缘斗臂车上的机器人平台，安装在机器人平台上的机械臂，其特征在于，还包括数据处理和控制系统；所述机械臂包括第一机械臂、第二机械臂和辅助机械臂，摄像机包括双目摄像头，所述第一机械臂、第二机械臂和辅助机械臂上均搭载有双目摄像头；所述双目摄像头用于采集机械臂作业场景图像，并将所述作业场景图像发送给数据处理和控制系统；所述数据处理和控制系统根据所述作业场景图像规划出机械臂空间路径，具体方法为：将机械臂末端位置与作业目标位置转换到同一参考坐标系下，获取械臂末端位置和作业目标位置在同一参考坐标系下的坐标之差；根据所述坐标之差使用运动学逆解计算方法解算出机械臂每个关节的角度期望值；使用D‑H参数法以机械臂基座的中心点为原点建立基坐标系，将机械臂末端位置与作业目标位置均转换到基坐标系下；将机械臂末端位置转换到基坐标系下的过程为：1‑1：在机械臂的每一个关节处建立连杆坐标系，并在机械臂末端执行工器具处建立工具坐标系；以双目摄像头连线的中垂点为原点建立双目坐标系；1‑2：由机械臂各关节处的编码器采集每个关节当前的角度数据并发送给第二工控机，第二工控机根据关节角度确定机械臂基座到末端执行工器具间的总连杆变换矩阵；1‑3：根据所述总连杆变换矩阵获得机械臂末端在基坐标系下的坐标；将作业目标的位置转换到基坐标系下的过程为：2‑1：通过模板匹配的方法获取作业目标在双目摄像机左、右图像中的位置，并根据立体视觉三维测量原理计算获得作业目标在双目坐标系下的坐标；2‑2：将作业目标在双目坐标系下的坐标左乘平移坐标变换矩阵得到目标在机械臂腕旋转关节坐标系下的坐标，再左乘腕旋转关节坐标系到基坐标系的连杆变换矩阵得到作业目标在基坐标系下的坐标。