CN108801137B - 一种用于检测柔性并联平台位姿的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种用于检测柔性并联平台位姿的方法，包括：步骤S1、所述并联平台中的动平台位于初始状态时，选取与所述动平台的底面平行的第一等边三角形，所述第一等边三角形的重心点与所述动平台的中心位于同一竖直线上，以所述第一等边三角形的重心点为原点建立坐标系；步骤S2、所述动平台发生位置变化后，所述第一等边三角形转动位置得到第二等边三角形；分别获取所述第二等边三角形的三个顶点位置的坐标，基于所述三个顶点位置的坐标，获取所述第二等边三角形的重心点坐标和法向量；由所述三个顶点位置的坐标、所述重心点坐标和所述法向量获取所述并联平台发生位置变化后的位姿。本发明能够简便、准确地获取并联平台的位姿。

Description

一种用于检测柔性并联平台位姿的方法

技术领域

本发明涉及柔性并联平台检测技术领域，更具体地，涉及一种用于检测柔性并联平台位姿的方法。

背景技术

并联平台具有刚度大、承载能力强、位置误差不累计等特点，其在航空、航天、海底作业或制造装配等行业有着广泛的应用。并联平台是通过驱动部件、支杆及铰链等构件构成的支链以并联的方式将动平台和静平台连接起来，成为一体。静平台固定于地面或其它结构上，支链将动平台支撑于静平台上方，通过驱动部件的协调动作，使动平台能够灵活地实现多个自由度的运动。

在实际运用过程中，由于并联平台可以实现多自由度的运动状态，对末端位姿的准确检测和调控过程较为复杂。目前对并联平台空间六自由度检测的设备较少，检测方法大多是靠双目机器视觉和多激光设备叠加，前者精度往往不够，后者则成本过高，而且两者均需要并联平台上面安装相应的反馈装置，往往会影响实际应用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种用于检测柔性并联平台位姿的方法，以解决现有技术对三轴及六轴柔性并联平台位姿或位姿量检测时，检测结构复杂、精度低的技术问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供一种用于检测柔性并联平台位姿的方法，包括：

步骤S1、所述并联平台中的动平台位于初始状态时，选取与所述动平台的底面平行的第一等边三角形，所述第一等边三角形的重心点与所述动平台的中心位于同一竖直线上，以所述第一等边三角形的重心点为原点建立坐标系；

步骤S2、所述动平台发生位置变化后，所述第一等边三角形转动位置得到第二等边三角形；

分别获取所述第二等边三角形的三个顶点位置的坐标，基于所述三个顶点位置的坐标，获取所述第二等边三角形的重心点坐标和法向量；由所述三个顶点位置的坐标、所述重心点坐标和所述法向量获取所述并联平台发生位置变化后的位姿。

进一步地，步骤S2中，所述坐标系的z轴垂直于所述第一等边三角形所在平面；

由所述三个顶点位置中任意两个顶点位置的坐标获取所述动平台绕z轴的转角。

进一步地，步骤S2中，

基于所述三个顶点位置的坐标，获取所述第二等边三角形的法向量，由所述法向量上任一点坐标，获取所述动平台绕x轴和y轴的转角。

进一步地，所述第二等边三角形三个顶点位置的坐标采用柔性并联平台位姿量检测装置检测；

所述装置包括三套位移量检测单元；所述三套位移量检测单元分别固定连接于所述动平台的下侧，所述三套位移量检测单元与所述动平台连接的三个点位置形成所述第一等边三角形；所述三套位移量检测单元通过检测所述动平台上多点位置的变化以获取所述动平台的位姿量。

进一步地，所述位移量检测单元包括万向转动组件和相机模组；所述相机模组通过所述万向转动组件可转动地连接于所述动平台下方。

进一步地，所述万向转动组件包括弧形臂、第一圆环和第二圆环；所述弧形臂的中部与所述动平台相连，所述弧形臂的两端部分别与所述第一圆环活动连接，所述第二圆环与所述第一圆环通过两个连接点活动连接，且所述两个连接点的连线与所述弧形臂两端部的连线相交。

进一步地，所述相机模组包括相机，所述相机的镜头朝向正下方，所述相机模组通过所述镜头的自动对焦功能获取所述动平台在竖直方向的位移量。

进一步地，所述相机模组还包括封装所述相机的框架，所述框架的下侧设置有磁体。

进一步地，在所述动平台的下侧设置支架，三套所述位移量检测单元通过所述支架连接于所述动平台下侧；所述支架包括等边三角形平台、连杆和连接部，所述等边三角形平台通过所述连杆与所述连接部固定连接，所述连接部固定连接于所述动平台下侧，所述三套位移量检测单元位于所述等边三角形平台下侧，且对应固定连接于所述等边三角形连接平台的三个顶点位置。

进一步地，取所述法向量上任一法向量点，获取所述法向量点各分量与所述法向量点到原点的距离的比值；

基于所述比值以及所述动平台与等边三角形平台之间的距离，校准所述第二等边三角形的重心点坐标，获取所述第二等边三角形的位姿变化坐标。

(三)有益效果

本申请提出的一种用于检测柔性并联平台位姿的方法，其有益效果主要如下：

通过动平台上形成第一等边三角形的三个点位置发生位置变化后的坐标，能够计算得到第二等边三角形的法向量，通过三个坐标值和法向量上任一点坐标，能够计算得到表示动平台位姿的三个转角和三个坐标值；确定发生位置变化后动平台的位姿，进而获取并联平台的位姿。

第二三角形的三个顶点坐标可通过柔性并联平台位姿量检测装置检测；其包括三套位移量检测单元以获取柔性并联平台中动平台上三个点位置的位移量，无需额外设置反馈机构，能够精简结构、提高检测效率和准确性。

相机模组通过万向转动组件与动平台连接，保证相机模组不会发生倾斜，使之始终保持在竖直方向。

相机的镜头朝向正下方，根据相机镜头对物体的自动对焦功能即能够获取相机模组在竖直方向的位移，进而能够实时、准确的测量动平台上相应的点位置在竖直方向的位移量。

附图说明

图1为根据本发明实施例的一种用于检测柔性并联平台位姿的方法的柔性并联平台位姿量检测装置的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的一种用于检测柔性并联平台位姿的方法的万向转动组件的结构示意图；

图3为根据本发明实施例的一种用于检测柔性并联平台位姿的方法的相机模组的结构示意图；

图4为根据本发明实施例的一种用于检测柔性并联平台位姿的方法的支架的结构示意图。

图中，1-支架；11-连接平台；12-连杆；13-连接部；2-万向转动组件；21-弧形臂；22-第一圆环；23-第二圆环；3-相机模组；31-无线通讯模块；32-电池；33-相机；34-磁体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

一种用于检测柔性并联平台位姿的方法，包括：

步骤S1、所述并联平台中的动平台位于初始状态时，选取与所述动平台的底面平行的第一等边三角形，所述第一等边三角形的重心点与所述动平台的中心位于同一竖直线上，以所述第一等边三角形的重心点为原点建立坐标系；

步骤S2、所述动平台发生位置变化后，所述第一等边三角形转动位置得到第二等边三角形；

分别获取所述第二等边三角形的三个顶点位置的坐标，基于所述三个顶点位置的坐标，获取所述第二等边三角形的重心点坐标和法向量；由所述三个顶点位置的坐标、所述重心点坐标和所述法向量获取所述并联平台发生位置变化后的位姿量。

并联平台包括动平台和静平台。动平台和静平台之间通过多根柔性支链等结构连接，需要能够满足动平台与静平台之间具有多自由度的灵活动作即可。

当动平台位于初始状态时，选取第一等边三角形，并使第一等边三角形所在平面与动平台的底面平行。由于动平台在初始状态时，其通常处于水平状态，则所选取的第一等边三角形所在平面与水平面平行。并且，第一等边三角形的重心点与动平台的中心点位于同一竖直线上。使得以所选取的第一等边三角形为基础建立坐标系时，能够更准确和更简便地获取并联平台位姿。

在动平台转动过程中，第一等边三角形的位置也随之发生相同状态的转动。动平台发生位置变化后，第一等边三角形对应的位置也随之发生变化。第一等边三角形对应的位置随动平台转动位置后得到第二等边三角形；第二等边三角形所在平面与转动位置后的动平台平行，并且，第二等边三角形的重心点位于与转动位置后的动平台的中心点沿垂直于动平台的方向位于同一直线上。第二等边三角形与第一等边三角形的形状相同，仅只位置不同而已。

通过第二等边三角形的三个顶点位置的坐标，能够计算得到第二等边三角形的法向量以及重心点坐标。再由第二等边三角形的三个顶点位置坐标、重心点坐标和法向量，即可获取并联平台发生位置变化后的位姿。

在一个具体的实施例中，步骤S2中，所述坐标系的z轴垂直于所述第一等边三角形所在平面；由所述三个顶点位置中任意两个顶点位置的坐标获取所述动平台绕z轴的转角。

在上述实施方式的基础上，本实施例进一步说明用于确定动平台位姿的各具体参量的获取方式。以第一等边三角形重心点为原点建立的坐标系中，优选x轴和y轴在第一等边三角形所在平面内，z轴垂直于第一等边三角形所在平面。

并且，优选第一等边三角形的其中两个点位置位于x轴上或二者之间的连线平行于x轴；或者，第一等边三角形的其中两个点位置位于y轴上或二者之间的连线平行于y轴。采用上述设置方式，能够进一步精简计算过程。例如当第一等边三角形的三个点位置分别为A、B和C时，可优选A、B位于x轴上；则第二等边三角形的三个顶点位置分别为A’(x₁，y₁，z₁)、B’(x₂，y₂，z₂)和C’(x₃，y₃，z₃)。单一相机模组可以测量得到其自身在x、y轴方向的位移，z轴位移为相机模组的高度变化量，其值等于音圈电机的移动量，可用灰度方差算子函数得到。

当动平台发生位置变化后，由第二等边三角形的任意两个顶点位置的坐标可以获取动平台绕z的转角γ。

其中，x_i、y_i、x_j、y_j分别为第二等边三角形顶点位置的坐标分量，γ为动平台绕z轴的转角。

在一个具体的实施例中，步骤S2中，基于所述三个顶点位置的坐标，获取所述第二等边三角形的法向量，由所述法向量上任一点坐标，获取所述动平台绕x轴和y轴的转角。

在上述各实施例的基础上，本实施例具体说明动平台另外两个转角的求取方法。取法向量上任一点，为法向量点，例如F(x₀，y₀，z₀)。由该法向量点F的坐标，即可分别计算得到动平台绕x轴和y轴的转角α和β。

具体地，二者可分别表述如下：

其中，x₀、y₀、z₀分别为法向量点F的坐标。

在一个具体的实施例中，所述第二等边三角形三个顶点位置的坐标采用柔性并联平台位姿量检测装置检测；所述装置包括三套位移量检测单元；所述三套位移量检测单元分别固定连接于所述动平台的下侧，所述三套位移量检测单元与所述动平台连接的三个点位置形成所述第一等边三角形；所述三套位移量检测单元通过检测所述动平台上多点位置的变化以获取所述动平台的位姿量。在上述各实施例的基础上，本实例具体说明柔性并联平台位姿量检测装置的结构。

第二等边三角形三个顶点位置的坐标采用柔性并联平台位姿量检测装置检测得到。并联平台包括动平台和静平台。动平台和静平台之间通过三根柔性支链等结构连接，只要能够满足动平台与静平台之间具有多自由度的灵活动作即可。

位姿量即是能够体现三轴柔性并联平台位姿的参量；由各位姿量可计算得到并联平台的位姿。参见图1所示，该装置包括三套位移量检测单元；该位移量检测单元位于动平台下侧，且与动平台固定连接。位移量检测单元与动平台固定连接，则动平台发生位置变化时，动平台的位置变化带动与动平台连接的位移量检测单元的相应构件发生相同的状态变化，便于位移量检测单元对动平台位置变化信息的准确获取；同时，动平台的位置变化信息能够快速且直接传送至位移量检测单元，便于位移量检测单元对动平台位姿的快速、准确检测。

位移量检测单元用于检测动平台与位移量检测单元相连的位置在竖直方向的位移量。具体地，位移量检测单元利用相机镜头对不同距离物体的自动对焦功能以获取动平台与位移量检测单元连接位置在竖直方向的位移量，即可对动平台的位姿进行测算。具体地，三套位移量检测单元与动平台连接的三个点位置对应到第一等边三角形的三个点位置，即三套位移量检测单与动平台连接的三个点位置形成上述第一等边三角形。

可以理解的是，三套位移量检测单元与动平台连接，可以是直接连接，也可以是间接连接，例如通过其他连接件连接。当动平台处于初始水平状态时，三套位移量检测单元与动平台连接的三个点位置与第一三角形的三个顶点位置分别对应位于同一竖直线上，即三套位移量检测单元的其中一套检测单元和动平台连接的位置与第一三角形的其中一个顶点位置在同一竖直线上；同样，三套位移量检测单元的另两套检测单元和动平台连接的位置与第一三角形的另外两个个顶点位置也分别在同一竖直线上。

当动平台发生倾斜或整体位置发生变化时，动平台上的各点位置或者至少大部分点位置相对于初始状态，都会发生变化。选取动平台上的多个点，测量该多个点的位置变化情况，通过简单的换算即可得到位置变化后的并联平台的位姿。并且，无需额外设置反馈机构，能够简化机构设置。

例如，当动平台在竖直方向整体移动而不发生倾斜时，则直接通过动平台多个点在竖直方向发生位置变化的位移量，即可检测并联平台位置变化后的位姿。可以理解的是，当只发生竖直方向的位移变化时，动平台上各点位置的位移变化量是相同的。

又如，当动平台在竖直方向发生位置变化，同时发生转动时，则可通过对动平台上多点位置位移量的变化，以及动平台的转角，对动平台的位姿进行检测。

参见图1所示，在一个具体的实施例中，所述位移量检测单元包括万向转动组件和相机模组；所述相机模组通过所述万向转动组件可转动地连接于所述动平台下方。在上述各实施例的基础上，本实施例具体说明位移量检测单元的结构。

位移量检测单元包括万向转动组件2和相机模组3。具体地，万向转动组件2的一端与相机模组3相连，万向转动组件2的另一端与动平台相连。相机模组3通过万向转动组件2与动平台连接，使相机模组3能够相对于动平台转动。相机模组3通过万向转动组件2与动平台连接，使得位移量检测单元能够始终保持在竖直方向，从而对位移量检测单元与动平台连接位置在竖直方向位移量的检测更准确。

在一个具体的实施例中，所述万向转动组件包括弧形臂、第一圆环和第二圆环；所述弧形臂的中部与所述动平台相连，所述弧形臂的两端部分别与所述第一圆环活动连接，所述第二圆环与所述第一圆环通过两个连接点活动连接，且所述两个连接点的连线与所述弧形臂两端部的连线相交。在上述各实施例的基础上，本实施例具体说明万向转动组件的结构。

参见图2所示，万向转动组件2包括弧形臂21、第一圆环22和第二圆环23。弧形臂21的两端部分别与第一圆环22活动连接；第一圆环22与第二圆环23活动连接。第一圆环22与第二圆环23通过两个连接点活动连接，优选第二圆环23位于第一圆环22的内侧；并且，该两个连接点的连线与弧形臂21两端部的连线相交。弧形臂21的中部与动平台固定连接，第二圆环23与相机模组3固定连接。

具体地，弧形臂21的两端部可分别通过第一销钉与第一圆环22活动连接。弧形臂21的两端部分别设置沿弧形臂21厚度贯穿弧形臂21的两个第一通孔，并相应地，在第一圆环22上设置有沿第一圆环22径向的两个第二通孔；两个第二通孔优选沿第一圆环22的直径方向相对设置。其中一个第一通孔和一个第二通孔通过第一销钉连接，另一个第一通孔和另一个第二通孔通过另一个第一销钉连接。其中，第一销钉的直径略小于第一通孔和第二通孔的直径，使得弧形臂21与第一圆环22都能够相对于第一销钉自由转动。

进一步地，在第一圆环22的其他位置还设置有两个第三通孔。两个第三通孔优选沿第一圆环22的直径方向相对设置。相应地，在第二圆环23上设置有两个第四通孔。两个第四通孔优选沿第二圆环23的直径方向相对设置。其中一个第三通孔与一个第四通孔通过第二销钉连接，另一个第三通孔与另一个第四通孔通过另一个第二销钉连接。其中，第二销钉的直径略小于第三通孔和第四通孔的直径，使得第一圆环22与第二圆环23都能够相对于第二销钉自由转动。

两个第二通孔之间的连线与两个第三通孔之间的连线相交；也即弧形臂21和第一圆环22连接的位置与第二圆环23与第一圆环22连接的位置不同。优选两个第二通孔之间的连线与两个第三通孔之间的连线相互垂直。采用这种连接方式，当动平台发生位置变化时，万向转动组件2能够灵活转动，使相机模组3能够稳定地发生位置变化，准确地获取其在竖直方向的位移变化。

弧形臂21优选为圆弧形的弧形臂21。优选弧形臂21对应的直径可大于第一圆环22的直径，则弧形臂21上与第一圆环22连接的位置位于第一圆环22内部。采用这种连接方式，弧形臂21与第一圆环22可发生360°的旋转。优选第一圆环22的直径可大于第二圆环23的直径，则第二圆环23上与第一圆环22连接的位置位于第一圆环22内部。采用这种连接方式，第二圆环23与第一圆环22可发生360°的旋转。优选弧形臂21对应的内径大于第一圆环22的外径，第一圆环22的内径大于第二圆环23的外径，使得弧形臂21与第一圆环22之间能够自由转动，同时第一圆环22与第二圆环23之间也能够自由转动。

在一个具体的实施例中，所述相机模组包括相机，所述相机的镜头朝向正下方，所述相机模组通过所述镜头的自动对焦功能获取所述动平台在竖直方向的位移量。在上述各实施例的基础上，本实施例具体说明相机模组的结构。

参见图3所示，相机模组3包括相机33，且相机33的镜头朝向正下方，相机模组3通过相机33镜头的自动对焦功能获取动平台在竖直方向的位移量。当动平台发生位置变化，相应的相机模组3在竖直方向的位置也发生变化。当相机33在竖直方向的位置发生变化时，利用相机的自动对焦技术，在不同的高度，相机33会根据照片的清晰度驱动音圈电机来实现相机33的移动。

在相机模组3的位置变化前，相机33的镜头通过调节内部音圈电机的运动对相机33正下方的静平台进行对焦；相机模组3的位置发生变化后，相机33的镜头通过调节内部音圈电机的运动对相机33正下方的静平台重新进行对焦，则音圈电机在竖直方向的位移即为相机模组3在竖直方向的位移量，进而得到动平台与位移量检测单元连接的位置在竖直方向的位移量。而相机模组3通过万向转动组件2与动平台连接，使得相机33的镜头始终朝向正下方，不会发生倾斜，且在位置变化过程中，其运动平稳，数据获取过程更准确、快速。

参见图3所示，在一个具体的实施例中，相机模组3还包括封装相机33的框架，在框架的下侧设置有磁体34。可以理解的是，框架用于保护相机33，同时，便于磁体34的安装。在上述各实施例的基础上，本实施例进一步说明相机模组的结构。框架的一端固定连接于第二圆环23上的一点；优选该连接点位于两个第四通孔之间连线的中垂线上。在框架的下侧设置磁体34，使磁体34靠近静平台。当动平台发生位置变化而带动相机模组3运动时，框架下侧设置的磁体34因与静平台之间的磁场作用而有利于相机模组3快速平衡位置，以便于快速、准确地检测数据。

进一步地，框架内还封装有无线通讯模块31。无线通讯模块31用于将相机33获取或经计算的数据传输至数据处理装置。以快速、实时获取动平台位姿信息。可以理解的是，在框架内还设置有电池32，以对相机33和无线通讯模块31提供电源，使之正常运转。无线通讯模块31可以是蓝牙等体积较小的模块。无线通讯模块31和电池32的位置可以灵活设置，只要能够满足相机33的正常工作和数据正常传输即可。

具体地，由于三轴或六轴柔性并联平台任意位姿只存在一组反解，且不存在使得并联平台平行的两个位姿；因此，当位移量检测单元为三套时，三套位移量检测单元获取动平台三个点位置在竖直方向的位移量，便可以计算得到动平台的三个高度位移量，以确定并联平台的位姿。

参见图1所示，在一个具体的实施例中，还包括支架1；位移量检测单元通过支架1与动平台固定连接。参见图4所示，支架1包括等边三角形平台11、连杆12和连接部13。等边三角形平台11通过连杆12与连接部13连接；连杆12可采用高度调节旋钮控制器连杆长度，以便调节等边三角形平台11与连接部13之间的间距。

连接部13直接固定连接于动平台下侧，等边三角形平台11的下板面平行于动平台；位移量检测单元位于等边三角形平台11下侧，且固定于等边三角形平台11上。其中，连接部13可以是板状结构，也可以是其他结构，只要能够便于与动平台连接即可。具体地，万向转动组件2中的弧形臂21的中部即固定连接于等边三角形平台11下侧。等边三角形平台11是截面形状为等边三角形的平台。

由于支架1与动平台固定连接，则支架1与动平台的动作一致；位移量检测单元通过支架1与动平台固定连接，位移量检测单元获取的参量直接反映动平台的位姿量。并且，等边三角形平台11与动平台之间具有一定的间隔，能够提高位移量检测单元对第二等边三角形三个顶点位置坐标进行测量的准确性。

进一步地，等边三角形平台11采用等边三角形板；当动平台处于初始状态时，等边三角形板的三个顶点位置对应第一等边三角形的三个点位置；当动平台转动发生位置变化时，等边三角形平台11也发生转动，其位置变化后的三个点位置对应第二等边三角形的三个顶点位置。三套位移量检测单元分别位于等边三角形平台11的三个顶点位置。等边三角形平台11采用三角形板，便于简化位姿测算过程。等边三角形平台11也可采用类三角形结构，即等边三角形平台11的各边为弧形结构，且优选各边的弧长相等。

在一个具体的实施例中，取所述法向量上任一法向量点，获取所述法向量点各分量与所述法向量点到原点的距离的比值；

基于所述比值以及所述动平台变化前后所述相机的镜头视野中心在竖直方向的距离差，校准所述第二等边三角形的重心点坐标，获取所述第二等边三角形的位姿变化坐标。

在上述各实施例的基础上，本实施例具体说明用于标示动平台位姿的各参量的具体获取方法。由该法向量点的各分量可以计算得到该法向量点F与原点之间的模量由此可计算得到该法向量点各分量与模量之间的比值。

进一步地，采用位移量检测单元能够获取第二等边三角形的三个顶点位置的坐标。具体地，初始镜头对焦时，在镜头视野的中心标记易识别的黑色的圆形；当相机模组发生水平移动时，视野中心移动，重新识别视野中心，标记其与圆形的中心的距离；单一相机模组可以测量得到其自身在x、y轴方向的位移，z轴位移为相机模组的高度变化量，其值等于音圈电机的移动量，可用灰度方差算子函数得到。

进一步地，通过第二等边三角形三个顶点位置A’、B’、C’的坐标，由三角形重心点坐标计算方法，可以得到第二等边三角形的重心点坐标计算值(x’，y’，z’)。

具体地，当动平台中心与等边三角形平台中心的距离差L时，由上述距离差L以及法向量点F各分量与该法向量点F的模量之间比值，对第二等边三角形的重心点坐标计算值进行校准，即可得到表示动平台位姿的坐标值(x，y，z)。

具体地，用以反映支架中心的坐标值可表述如下：

其中，x₀、y₀、z₀分别为法向量点F的坐标分量，x'、y'、z'分别为第二三角形重心点坐标计算值，L为动平台与等边三角形平台之间的距离。

具体地，对于第一等边三角形和第二等边三角形，上述公式(4)可进一步表示为：

其中，x₁、y₁、z₁分别为点A’坐标，x₂、y₂、z₂分别为点B’坐标，x₃、y₃、z₃分别为点C’坐标，x₀、y₀、z₀分别为法向量点F的坐标，L为动平台与等边三角形平台之间的距离。

由于初始状态下动平台中心，检测平台支架中心，定平台中心位于同一条直线上，故由动平台的三个方向的转角α、β和γ，以及支架中心的坐标(x，y，z)，即可准确表述动平台的位姿。

本发明的一种用于检测柔性并联平台位姿的方法，在动平台下侧固定设置位移量检测单元，可快速、准确检测得到动平台上第二等边三角形的三个顶点位置的坐标，通过该三个点坐标，获取第二等边三角形法向量；通过三个点坐标和法向量，可获取表示动平台位姿的转角变化；同时，通过平台移动前后镜头视野中心的距离以及法向量的关系对第二等边三角形重心点坐标进行校准，以获取表示动平台位姿的坐标，进而获取发生位置变化后的并联平台的位姿。

最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于检测柔性并联平台位姿的方法，其特征在于，包括：

步骤S1、所述并联平台中的动平台位于初始状态时，选取与所述动平台的底面平行的第一等边三角形，所述第一等边三角形的重心点与所述动平台的中心位于同一竖直线上，以所述第一等边三角形的重心点为原点建立坐标系；

步骤S2、所述动平台发生位置变化后，所述第一等边三角形转动位置得到第二等边三角形；分别获取所述第二等边三角形的三个顶点位置的坐标，基于所述三个顶点位置的坐标，获取所述第二等边三角形的重心点坐标和法向量；由所述三个顶点位置的坐标、所述重心点坐标和所述法向量获取所述并联平台发生位置变化后的位姿；

其中，所述坐标系的z轴垂直于所述第一等边三角形所在平面；由所述三个顶点位置中任意两个顶点位置的坐标获取所述动平台绕z轴的转角；基于所述三个顶点位置的坐标，获取所述第二等边三角形的法向量，由所述法向量上任一点坐标，获取所述动平台绕x轴和y轴的转角；所述第二等边三角形三个顶点位置的坐标采用柔性并联平台位姿量检测装置检测；所述装置包括三套位移量检测单元；所述三套位移量检测单元分别固定连接于所述动平台的下侧，所述三套位移量检测单元与所述动平台连接的三个点位置形成所述第一等边三角形；所述三套位移量检测单元通过检测所述动平台上多点位置的变化以获取所述动平台的位姿量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位移量检测单元包括万向转动组件和相机模组；所述相机模组通过所述万向转动组件可转动地连接于所述动平台下方。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述万向转动组件包括弧形臂、第一圆环和第二圆环；所述弧形臂的中部与所述动平台相连，所述弧形臂的两端部分别与所述第一圆环活动连接，所述第二圆环与所述第一圆环通过两个连接点活动连接，且所述两个连接点的连线与所述弧形臂两端部的连线相交。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相机模组包括相机，所述相机的镜头朝向正下方，所述相机模组通过所述镜头的自动对焦功能获取所述动平台在竖直方向的位移量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述相机模组还包括封装所述相机的框架，所述框架的下侧设置有磁体。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，在所述动平台的下侧设置支架，三套所述位移量检测单元通过所述支架连接于所述动平台下侧；所述支架包括等边三角形平台、连杆和连接部，所述等边三角形平台通过所述连杆与所述连接部固定连接，所述连接部固定连接于所述动平台下侧，所述三套位移量检测单元位于所述等边三角形平台下侧，且对应固定连接于所述等边三角形连接平台的三个顶点位置。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

取所述法向量上任一法向量点，获取所述法向量点各分量与所述法向量点到原点的距离的比值；

基于所述比值以及所述动平台与等边三角形平台之间的距离，校准所述第二等边三角形的重心点坐标，获取所述第二等边三角形的位姿变化坐标。