[发明专利]一种基于协同克里金的机械臂绝对定位误差估计方法

摘要

本发明公开了一种基于协同克里金的机械臂绝对定位误差估计方法，属于机器人技术领域。该方法所使用的装置由工业机械臂、激光跟踪仪以及靶球组成。靶球粘贴在机械臂末端法兰上，靶球作为工具中心点。该方法通过激光跟踪仪测得一些点的实际位置，然后得到这些点的理论位置和实际位置的位置误差，分别对X,Y,Z方向上位置误差及位置误差的模进行协同克里金插值，进而分别估计出机械臂运动空间中的点在X,Y,Z方向上的位置误差估计，即绝对定位误差估计。该发明方法具有不依赖机械臂的运动学模型，可以提高机械臂的绝对定位精度，不需要对机械臂非开源的控制器内部参数进行修改等优点。

主权项

一种基于协同克里金的机械臂绝对定位误差估计方法，其特征在于：本发明所使用的装置由机械臂、激光跟踪仪以及靶球组成；靶球粘贴；机械臂末端法兰上；该方法包括如下步骤：步骤1：将激光跟踪仪架设在地面上且位置不动，并将靶球粘贴在机械臂末端法兰上，使得激光跟踪仪的测量范围能够覆盖到机械臂的运动空间中；步骤2：将靶球作为TCP，TCP即为工具中心点，对TCP进行标定，获得靶球相对于机械臂末端法兰坐标系的位置关系；并将激光跟踪仪的坐标系统一到机械臂的基座标系；步骤3：编制数控程序控制机械臂依次到达n个点，这n个点均匀分布在机械臂的运动空间中，且它们的坐标值为理论位置，机械臂每到一个点，激光跟踪仪测量一次靶球，获取的坐标值为实际位置，求解实际位置与理论位置的位置误差及位置误差的模；步骤4：求解X方向上的位置误差与自身的交叉变异函数、位置误差模的与自身的交叉变异函数及X方向上的位置误差与位置误差模之间的交叉变异函数；步骤5：拟合交叉变异函数，根据变异函数理论从球状模型、指数模型、高斯模型、线性模型中选取合适的模型对步骤4中的交叉变异函数进行拟合；步骤6：求解机械臂操作空间中某点处的在X方向上的位置误差估计；步骤7：重复步骤4～6的操作分别求该点处的在Y方向和Z方向上的位置误差估计，进而可以求得在该点处的位置误差估计。