本發(fā)明屬于機(jī)械手，具體涉及一種六軸機(jī)械手多線段路徑拐角修正方法。

背景技術(shù)：

1、機(jī)械手的移動(dòng)路徑規(guī)劃是一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)問題。它涉及到如何使機(jī)械手從起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)既高效又安全。

2、相關(guān)技術(shù)中，機(jī)械手在進(jìn)行多線段的拐角為剛性拐角，在轉(zhuǎn)折位置沒有經(jīng)過平滑或者減速，在一個(gè)點(diǎn)極小的路程內(nèi)的位置進(jìn)行速度或者運(yùn)動(dòng)方向的突然變化，突然進(jìn)行速度以及運(yùn)動(dòng)方向變化，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備機(jī)械手抖動(dòng)，影響機(jī)器人精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提出一種六軸機(jī)械手多線段路徑拐角修正方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中剛性拐角會(huì)導(dǎo)致設(shè)備機(jī)械手抖動(dòng)的問題。

2、為此，本發(fā)明提供一種六軸機(jī)械手多線段路徑拐角修正方法，包括：機(jī)械手和安裝在所述機(jī)械手上的相機(jī)，包括如下步驟：對(duì)相機(jī)和機(jī)械手進(jìn)行手眼標(biāo)定；通過相機(jī)獲取圖像信息；根據(jù)所述圖像信息確定所述機(jī)械手在機(jī)械手坐標(biāo)系中移動(dòng)路徑的控制點(diǎn)的坐標(biāo)；根據(jù)控制點(diǎn)的坐標(biāo)擬合平滑轉(zhuǎn)折路徑，平滑轉(zhuǎn)折路徑的轉(zhuǎn)折處為曲線過渡圓角。

3、優(yōu)選的，通過所述相機(jī)和機(jī)械手進(jìn)行手眼標(biāo)定，得到所述相機(jī)坐標(biāo)系與所述機(jī)械手坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

4、優(yōu)選的，所述圖像信息為rgb圖像信息或深度圖像信息。rgb圖像具有三個(gè)通道的像素信息，深度圖像具有深度信息，可以提取點(diǎn)云，根據(jù)像素信息或點(diǎn)云可以獲得相機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。

5、優(yōu)選的，所述控制點(diǎn)包括起始點(diǎn)、終點(diǎn)和若干個(gè)途經(jīng)點(diǎn)。

6、優(yōu)選的，根據(jù)手眼標(biāo)定得到的轉(zhuǎn)換關(guān)系使圖像信息中的控制點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為機(jī)械手坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。

7、優(yōu)選的，所述根據(jù)控制點(diǎn)的坐標(biāo)擬合平滑轉(zhuǎn)折路徑包括根據(jù)途徑點(diǎn)的坐標(biāo)通過貝塞爾曲線擬合使移動(dòng)路徑的轉(zhuǎn)角進(jìn)行平滑。

8、優(yōu)選的，所述貝塞爾曲線擬合的公式包括：

9、b(t)＝(1-t)3p0+3(1-t)3tp1+3(1-t)3t3tp2+t3p3

10、其中，b(t)為擬合的平滑轉(zhuǎn)折路徑，p0為起始點(diǎn)，p1、p2為途經(jīng)點(diǎn)，p3為終點(diǎn)，t為控制系數(shù)，t∈[0,1]。

11、優(yōu)選的，還包括對(duì)曲線過渡圓角進(jìn)行微調(diào)，減小與原路徑的誤差。

12、優(yōu)選的，所述對(duì)曲線過渡圓角進(jìn)行微調(diào)為通過梯度下降法對(duì)移動(dòng)路徑進(jìn)行迭代優(yōu)化。

13、優(yōu)選的，所述梯度下降法包括在平滑轉(zhuǎn)折路徑上均勻選取若干計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算控制點(diǎn)與計(jì)算點(diǎn)的歐氏距離，構(gòu)建修正函數(shù)；對(duì)每個(gè)計(jì)算點(diǎn)計(jì)算修正函數(shù)的梯度；沿梯度的反向更新計(jì)算點(diǎn)的位置；重復(fù)進(jìn)行迭代計(jì)算，直至控制點(diǎn)的移動(dòng)量小于閾值。

14、有益效果：

15、1.本發(fā)明提供了一種六軸機(jī)械手多線段路徑拐角修正方法，根據(jù)相機(jī)的圖像信息自動(dòng)生成平滑轉(zhuǎn)折路徑，通過平滑轉(zhuǎn)折路徑代替原先的剛性直線轉(zhuǎn)折路徑，使機(jī)械手可以平滑過渡，避免轉(zhuǎn)折位置方向變化引起的抖動(dòng)。

16、2.本發(fā)明通過對(duì)平滑轉(zhuǎn)折路徑的曲線過渡圓角進(jìn)行微調(diào)，使其相對(duì)于原路線更接近，從而保證平滑轉(zhuǎn)折路徑的精準(zhǔn)度。

技術(shù)特征：

1.一種六軸機(jī)械手多線段路徑拐角修正方法，包括機(jī)械手和安裝在所述機(jī)械手上的相機(jī)，其特征在于，包括如下步驟：對(duì)相機(jī)和機(jī)械手進(jìn)行手眼標(biāo)定；通過相機(jī)獲取圖像信息；根據(jù)所述圖像信息確定所述機(jī)械手在機(jī)械手坐標(biāo)系中移動(dòng)路徑的控制點(diǎn)的坐標(biāo)；根據(jù)控制點(diǎn)的坐標(biāo)擬合平滑轉(zhuǎn)折路徑，平滑轉(zhuǎn)折路徑的轉(zhuǎn)折處為曲線過渡圓角。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種六軸機(jī)械手多線段路徑拐角修正方法，其特征在于，通過所述相機(jī)和機(jī)械手進(jìn)行手眼標(biāo)定，得到所述相機(jī)坐標(biāo)系與所述機(jī)械手坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種六軸機(jī)械手多線段路徑拐角修正方法，其特征在于，所述圖像信息為rgb圖像信息或深度圖像信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種六軸機(jī)械手多線段路徑拐角修正方法，其特征在于，所述控制點(diǎn)包括起始點(diǎn)、終點(diǎn)和若干個(gè)途經(jīng)點(diǎn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種六軸機(jī)械手多線段路徑拐角修正方法，其特征在于，根據(jù)手眼標(biāo)定得到的轉(zhuǎn)換關(guān)系使圖像信息中的控制點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為機(jī)械手坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種六軸機(jī)械手多線段路徑拐角修正方法，其特征在于，所述根據(jù)控制點(diǎn)的坐標(biāo)擬合平滑轉(zhuǎn)折路徑包括根據(jù)途徑點(diǎn)的坐標(biāo)通過貝塞爾曲線擬合使移動(dòng)路徑的轉(zhuǎn)角進(jìn)行平滑。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種六軸機(jī)械手多線段路徑拐角修正方法，其特征在于，所述貝塞爾曲線擬合的公式包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的一種六軸機(jī)械手多線段路徑拐角修正方法，其特征在于，還包括對(duì)曲線過渡圓角進(jìn)行微調(diào)，減小與原路徑的誤差。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種六軸機(jī)械手多線段路徑拐角修正方法，其特征在于，所述對(duì)曲線過渡圓角進(jìn)行微調(diào)為通過梯度下降法對(duì)移動(dòng)路徑進(jìn)行迭代優(yōu)化。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種六軸機(jī)械手多線段路徑拐角修正方法，其特征在于，所述梯度下降法包括在平滑轉(zhuǎn)折路徑上均勻選取若干計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算控制點(diǎn)與計(jì)算點(diǎn)的歐氏距離，構(gòu)建修正函數(shù)；對(duì)每個(gè)計(jì)算點(diǎn)計(jì)算修正函數(shù)的梯度；沿梯度的反向更新計(jì)算點(diǎn)的位置；重復(fù)進(jìn)行迭代計(jì)算，直至控制點(diǎn)的移動(dòng)量小于閾值。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種六軸機(jī)械手多線段路徑拐角修正方法，包括如下步驟：對(duì)相機(jī)和機(jī)械手進(jìn)行手眼標(biāo)定；通過相機(jī)獲取圖像信息；根據(jù)所述圖像信息確定所述機(jī)械手在機(jī)械手坐標(biāo)系中移動(dòng)路徑的控制點(diǎn)的坐標(biāo)；根據(jù)控制點(diǎn)的坐標(biāo)擬合平滑轉(zhuǎn)折路徑，平滑轉(zhuǎn)折路徑的轉(zhuǎn)折處為曲線過渡圓角。本發(fā)明提供了一種六軸機(jī)械手多線段路徑拐角修正方法，根據(jù)相機(jī)的圖像信息自動(dòng)生成平滑轉(zhuǎn)折路徑，通過平滑轉(zhuǎn)折路徑代替原先的剛性直線轉(zhuǎn)折路徑，使機(jī)械手可以平滑過渡，避免轉(zhuǎn)折位置方向變化引起的抖動(dòng)。

技術(shù)研發(fā)人員：蘇寧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：昆山文慧電子有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6