CN104175330A - 一种基于瞄准机制的六关节工业机器人实时伺服跟踪装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于瞄准机制的六关节工业机器人实时伺服跟踪装置，包括机械手臂，所述机械手臂末端连接有连接件，所述连接件上激光笔一和激光笔二，所述激光笔一和激光笔二前方分别设有与激光笔一和激光笔二垂直的投影幕布一和幕布二，所述幕布一和幕布二后方分别放置有摄像头一和摄像头二。本发明与现有技术相比的优点是：本发明与现有技术相比的优点是：能够实现机器人运动轨迹的快速实时跟踪，通过实时反馈进行空间位置误差补偿。此外，本发明采用激光笔作为光源，激光具有单色性好、相干性好、方向性好、亮度高等特点，提高了跟踪精度，而且成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及轨迹跟踪装置，尤其涉及一种基于瞄准机制的六关节工业机器人实时伺服跟踪装置及方法。
背景技术
六关节工业机器人的空间重复定位精度远远优于空间绝对定位精度，因此，六关节工业机器人大多工作在示教模式下。但随着切削加工、装配、混流模式下工件搬运等众多需要工业机器人离线编程的应用***的发展，对工业机器人的空间绝对定位精度提出了新要求。传统的通过机器人本体设计制造技术的改进来提高其精度的途径，技术难度高、费用投入昂贵，而且改善效果有限。近年来，将视觉伺服引入机器人***，提高了机器人的智能性和空间操作精度，降低了机器人对环境的要求。但这些应用***一般都是针对具体的工作对象定制开发的，利用视觉***对特定工作对象进行定位精度修正，其依然有很强的局限性。因此如何建立一种有效的、具有一定普适性视觉机制对机器人空间定位精度，尤其是空间绝对定位精度，进行修正是当前机器人学和视觉伺服控制领域的热点研究问题。
人类能通过视觉对场景远处固定靶点的瞄准，感知行走过程路线的运动偏差，并通过视觉瞄准感知，动态修正运动过程中的轨迹偏差。人眼的瞄准机制中并不需要对靶点进行精确测量和三维重建，而只是定性感知靶点偏差量变大变小，进而指导当前纠偏运动的继续还是改向。人眼瞄准过程的工作主要包含三部分：对兴趣点(靶点)的聚焦(即注意机制)、多视觉神经元***的高速并行信息处理、眼球的高速伺服跟踪。其相对传统的视觉伺服方式的优势在于：
(1)预设的静态标靶和视觉***的空间位置，为靶点瞄准聚焦和靶点的预测跟踪提供了很好的先验条件。
(2)由于只对场景中靶点范围的图像信息感兴趣，大大减少了视觉信息处理的信息量。
(3)瞄准机制中，视觉图像误差模型直接映射到机器人关节运动模型，省略了视觉图像误差模型到机器人末端位置的映射以及基于机器人末端位置逆运动学求解的过程，简化了视觉伺服反馈链路的中间节点。
(4)很好解决了基于位置视觉伺服中由于需要精确定量测量而对***的精确标定问题。
因此，将人眼的瞄准机制运用于工业机器人伺服跟踪上，能在很大程度上提升机器人的空间绝对定位精度，并且不需要对靶点进行精确测量和三维重建，大大减少了视觉信息处理的信息量。
发明内容
本发明是为了解决机器人空间轨迹跟踪实时性不足的问题，提供了一种基于瞄准机制的六关节工业机器人实时伺服跟踪装置及方法。
本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种基于瞄准机制的六关节工业机器人实时伺服跟踪装置，包括机械手臂，所述机械手臂末端连接有连接件，所述连接件上激光笔一和激光笔二，所述激光笔一和激光笔二前方分别设有与激光笔一和激光笔二垂直的投影幕布一和幕布二，所述幕布一和幕布二后方分别放置有摄像头一和摄像头二。
一种基于瞄准机制的六关节工业机器人实时伺服跟踪方法，其特征在于：在机械手臂上安装好两个激光笔，一个朝X方向，一个朝Y方向，先预设一个理想的机械手臂运动的空间轨迹一，该理想的空间轨迹一，投影到XZ平面时，形成了曲线二，投影到YZ面时，形成了曲线三，这两条曲线可以作为视觉***瞄准校正机械手臂精度的参考标准；控制机械手臂按照这个空间轨迹运动，则机械手臂上的两个激光笔在XZ、YZ面上走过的轨迹分别是一条平面曲线，这条曲线是机械手臂实际运行过程中的投影的运动轨迹，通过薄幕后的摄像头模拟人眼的瞄准机制，瞄准XZ、YZ面上投影运动轨迹，并适时检测出这两个平面上实际运动的投影轨迹与理想运动轨迹的误差f(Δd1，Δd2)变化趋势，并将这种误差变化趋势反馈给六关节工业机器人的控制***，对六关节工业机器人的下一次运动进行精度校正，从而达到校正六关节工业机器人的空间运运精度。
本发明的工作原理是：机械手臂在按照预设空间轨迹运动时，机器人末端的两垂直安装的激光笔也会跟随运动，在投影幕布上会得到成像点，相机获得图像后传输到电脑。通过采用模拟人眼瞄准机制的图像处理机制，比较两垂直平面上理想空间运动轨迹和机器人实际运动的投影轨迹，并将得到的误差变化趋势反馈给控制***，可以对机械手臂的下一次运动进行误差补偿，从而校正机械手臂实际运行路径的空间运动精度。
本发明与现有技术相比的优点是：能够实现机器人运动轨迹的快速实时跟踪，并通过实时反馈进行空间位置误差补偿。此外，本发明采用激光笔作为光源，激光具有单色性好、相干性好、方向性好、亮度高等特点，提高了跟踪精度，而且成本较低，在同类应用场合具有推广价值，具有一定的经济性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明实现原理示意图。
图3是本发明实施例的轨迹跟踪过程示意图。
图4是本发明实施例的结构示意图。
图5是本发明实施例的反馈补偿示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详述：
如图1、图2及图3所示，一种基于瞄准机制的六关节工业机器人实时伺服跟踪装置，包括机械手臂1，所述机械手臂1末端连接有连接件2，所述连接件2上激光笔一3和激光笔二4，所述激光笔一3和激光笔二4前方分别设有与激光笔一3和激光笔二4垂直的投影幕布一5和幕布二6，所述幕布一5和幕布二6后方分别放置有摄像头一7和摄像头二8。
如图3、图4及图5所示，在机械手臂上安装好两个激光笔，一个朝X方向，一个朝Y方向，先预设一个理想的机械手臂运动的空间轨迹一9，如图4所示，该理想的空间轨迹一9，投影到XZ平面时，形成了曲线二10，投影到YZ面时，形成了曲线三11，这两条曲线可以作为校正机械手臂精度的参考标准。控制机械手臂瞄准这个空间轨迹运动，机械手臂上的两个激光笔在XZ、YZ面上走过的轨迹是一条平面曲线，这条曲线是机械手臂的实际运动的投影轨迹，通过薄幕后的摄像头，检测两个平面实际运动轨迹于理想运动轨迹的误差f(Δd1，Δd2)变化趋势，并反馈给控制***，对机械手臂的下一次运动进行精度校正，从而校正机械手臂的空间运动精度。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (2)
1.一种基于瞄准机制的六关节工业机器人实时伺服跟踪装置，其特征在于：包括机械手臂，所述机械手臂末端连接有连接件，所述连接件上激光笔一和激光笔二，所述激光笔一和激光笔二前方分别设有与激光笔一和激光笔二垂直的投影幕布一和幕布二，所述幕布一和幕布二后方分别放置有摄像头一和摄像头二。
2.一种基于瞄准机制的六关节工业机器人实时伺服跟踪方法，其特征在于：在机械手臂上安装好两个激光笔，一个朝X方向，一个朝Y方向，先预设一个理想的机械手臂运动的空间轨迹一，该理想的空间轨迹一，投影到XZ平面时，形成了曲线二，投影到YZ面时，形成了曲线三，这两条曲线可以作为视觉***瞄准校正机械手臂精度的参考标准；控制机械手臂按照这个空间轨迹运动，则机械手臂上的两个激光笔在XZ、YZ面上走过的轨迹分别是一条平面曲线，这条曲线是机械手臂实际运行过程中的投影的运动轨迹，通过薄幕后的摄像头模拟人眼的瞄准机制，瞄准XZ、YZ面上投影运动轨迹，并适时检测出这两个平面上实际运动的投影轨迹与理想运动轨迹的误差f(Δd1，Δd2)变化趋势，并将这种误差变化趋势反馈给六关节工业机器人的控制***，对六关节工业机器人的下一次运动进行精度校正，从而达到校正六关节工业机器人的空间运运精度。
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|---|---|
| CN (1) | CN104175330B (zh) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104552297A (zh) * | 2015-01-15 | 2015-04-29 | 合肥工业大学 | 一种六自由度串联机器人的控制***及其控制方法 |
| CN105300259A (zh) * | 2015-09-21 | 2016-02-03 | 中国电子科技集团公司第四十八研究所 | 用于摇摆式多线切割机的检测装置及检测方法 |
| CN105538313A (zh) * | 2016-03-14 | 2016-05-04 | 陈杨 | 一种工业机器人激光轨迹检测装置 |
| CN106041930A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-10-26 | 长沙长泰机器人有限公司 | 具有工件位置补偿功能的机加工***及控制方法 |
| CN106546170A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-03-29 | 同济大学 | 一种机器人运动轨迹关键点误差测量方法 |
| CN108195318A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-22 | 安徽大学 | 基于激光幕布成像的球形电机转子定位装置及定位方法 |
| CN108806460A (zh) * | 2017-04-27 | 2018-11-13 | 上海厚载智能科技有限公司 | 一种工业机器人模拟轨迹跟踪训练机构 |
| CN110426584A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-08 | 重庆德新机器人检测中心有限公司 | 工业机器人电磁抗扰度测试监控方法 |
| CN110480680A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-22 | 杭州魔象智能科技有限公司 | 一种软体机械臂力控制精度测试平台及其测试方法 |
| CN116197918A (zh) * | 2023-05-05 | 2023-06-02 | 北京华晟经世信息技术股份有限公司 | 基于动作记录分析的机械手控制*** |
| CN116468797A (zh) * | 2023-03-09 | 2023-07-21 | 北京航天众信科技有限公司 | 一种挂轨式机器人瞄准方法、装置及计算机设备 |
| CN117664962A (zh) * | 2023-11-17 | 2024-03-08 | 暨南大学 | 单摩擦轮滑滚状态的光学测算模型与评估方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5115690A (en) * | 1989-01-30 | 1992-05-26 | Fanuc Ltd. | Multi-articulated industrial robot with an offset robot arm |
| CN101909828A (zh) * | 2007-12-27 | 2010-12-08 | 莱卡地球***公开股份有限公司 | 将至少一个物体高精度定位在空间最终位置的方法和*** |
| CN102062576A (zh) * | 2010-11-12 | 2011-05-18 | 浙江大学 | 基于激光跟踪测量的附加外轴机器人自动标定装置及方法 |
| CN102218736A (zh) * | 2010-04-14 | 2011-10-19 | 株式会社神户制钢所 | 工业用机器人的手臂的基准位置定位方法及工业用机器人 |
| CN102581445A (zh) * | 2012-02-08 | 2012-07-18 | 中国科学院自动化研究所 | 机器人的视觉实时纠偏***和纠偏方法 |
| CN102785246A (zh) * | 2012-08-24 | 2012-11-21 | 电子科技大学 | 一种可实现自动轨迹修正的机器人标定方法 |
| CN203344052U (zh) * | 2013-06-07 | 2013-12-18 | 上海发那科机器人有限公司 | 一种机器人的柔性跟踪定位*** |
| CN103673876A (zh) * | 2013-11-12 | 2014-03-26 | 上海交通大学 | 用于白车身尺寸检测的摆动式测量头机器人在线测量*** |
-
2014
- 2014-08-14 CN CN201410399828.9A patent/CN104175330B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5115690A (en) * | 1989-01-30 | 1992-05-26 | Fanuc Ltd. | Multi-articulated industrial robot with an offset robot arm |
| CN101909828A (zh) * | 2007-12-27 | 2010-12-08 | 莱卡地球***公开股份有限公司 | 将至少一个物体高精度定位在空间最终位置的方法和*** |
| CN102218736A (zh) * | 2010-04-14 | 2011-10-19 | 株式会社神户制钢所 | 工业用机器人的手臂的基准位置定位方法及工业用机器人 |
| CN102062576A (zh) * | 2010-11-12 | 2011-05-18 | 浙江大学 | 基于激光跟踪测量的附加外轴机器人自动标定装置及方法 |
| CN102581445A (zh) * | 2012-02-08 | 2012-07-18 | 中国科学院自动化研究所 | 机器人的视觉实时纠偏***和纠偏方法 |
| CN102785246A (zh) * | 2012-08-24 | 2012-11-21 | 电子科技大学 | 一种可实现自动轨迹修正的机器人标定方法 |
| CN203344052U (zh) * | 2013-06-07 | 2013-12-18 | 上海发那科机器人有限公司 | 一种机器人的柔性跟踪定位*** |
| CN103673876A (zh) * | 2013-11-12 | 2014-03-26 | 上海交通大学 | 用于白车身尺寸检测的摆动式测量头机器人在线测量*** |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104552297A (zh) * | 2015-01-15 | 2015-04-29 | 合肥工业大学 | 一种六自由度串联机器人的控制***及其控制方法 |
| CN105300259B (zh) * | 2015-09-21 | 2019-04-16 | 中国电子科技集团公司第四十八研究所 | 用于摇摆式多线切割机的检测装置及检测方法 |
| CN105300259A (zh) * | 2015-09-21 | 2016-02-03 | 中国电子科技集团公司第四十八研究所 | 用于摇摆式多线切割机的检测装置及检测方法 |
| CN105538313A (zh) * | 2016-03-14 | 2016-05-04 | 陈杨 | 一种工业机器人激光轨迹检测装置 |
| CN106041930A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-10-26 | 长沙长泰机器人有限公司 | 具有工件位置补偿功能的机加工***及控制方法 |
| CN106546170B (zh) * | 2016-10-13 | 2019-05-14 | 同济大学 | 一种机器人运动轨迹关键点误差测量方法 |
| CN106546170A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-03-29 | 同济大学 | 一种机器人运动轨迹关键点误差测量方法 |
| CN108806460A (zh) * | 2017-04-27 | 2018-11-13 | 上海厚载智能科技有限公司 | 一种工业机器人模拟轨迹跟踪训练机构 |
| CN108195318A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-22 | 安徽大学 | 基于激光幕布成像的球形电机转子定位装置及定位方法 |
| CN108195318B (zh) * | 2017-12-25 | 2020-05-12 | 安徽大学 | 基于激光幕布成像的球形电机转子定位装置及定位方法 |
| CN110480680A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-22 | 杭州魔象智能科技有限公司 | 一种软体机械臂力控制精度测试平台及其测试方法 |
| CN110426584A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-08 | 重庆德新机器人检测中心有限公司 | 工业机器人电磁抗扰度测试监控方法 |
| CN116468797A (zh) * | 2023-03-09 | 2023-07-21 | 北京航天众信科技有限公司 | 一种挂轨式机器人瞄准方法、装置及计算机设备 |
| CN116468797B (zh) * | 2023-03-09 | 2023-11-24 | 北京航天众信科技有限公司 | 一种挂轨式机器人瞄准方法、装置及计算机设备 |
| CN116197918A (zh) * | 2023-05-05 | 2023-06-02 | 北京华晟经世信息技术股份有限公司 | 基于动作记录分析的机械手控制*** |
| CN117664962A (zh) * | 2023-11-17 | 2024-03-08 | 暨南大学 | 单摩擦轮滑滚状态的光学测算模型与评估方法 |
| CN117664962B (zh) * | 2023-11-17 | 2024-05-28 | 暨南大学 | 单摩擦轮滑滚状态的光学测算模型与评估方法 |
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|---|---|
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