CN110450167A - 一种机器人红外激光定位运动轨迹规划方法 - Google Patents

一种机器人红外激光定位运动轨迹规划方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种机器人红外激光定位运动轨迹规划方法，包括设置机器人，红外激光定位装置和处理器，红外激光定位装置包括红外摄像头、红外发射器和红外激光定位仪，红外摄像头、红外发射器和红外激光定位仪均通过处理器连接确定位置坐标，机器人上安装有定位器和视角摄像装置，处理器通过信号处理装置与红外激光定位装置和机器人连接。有益效果：从而达到运动轨迹的即时规划，实现运动轨迹的实时规划，提高机器人轨迹精度，在红外激光和摄像图像对机器人的精准实时定位，在处理对横向方向和前后方向坐标值的与预设的坐标值变化趋势一致，提高了对环境的感知、提高适应能力，并及时调整运动轨迹，使得定位精准，适合较长时间的示教。

Description

一种机器人红外激光定位运动轨迹规划方法
技术领域
本发明涉及机器人轨迹规划技术领域，具体来说，涉及一种机器人红外激光定位运动轨迹规划方法。
背景技术
随着科学技术的不断进步，工业机器人逐渐代替人类完成单调、危险的工作。相比于人工作业，工业机器人的效率更高，工业机器人一直在工业机器人领域占据重要地位，示教再现型工业机器人一直在工业机器人领域占据重要地位，虽然人工智能技术的迅速发展催生出智能机器人，但是示教再现型机器人在操作性、性价比方面都具有其他机器人无法比拟的优势。
机器人运动控制编程语言以及示教器根据该编程语言生成的控制信号的扩展性不强，可变性差，对环境的感知、适应能力较差，而机器人在被使用过程中其运动轨迹是基于数据示教路线，而这样的获取点的坐标输入所用时间长，效率低，且无法示教机器人运动姿态及坐标的即时获取，无法获取实时的坐标信息和姿态信息，不适合较长时间的示教。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种机器人红外激光定位运动轨迹规划方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种机器人红外激光定位运动轨迹规划方法，包括设置机器人，红外激光定位装置和处理器，红外激光定位装置包括红外摄像头、红外发射器和红外激光定位仪，红外摄像头、红外发射器和红外激光定位仪均通过处理器连接确定位置坐标，机器人上安装有定位器和视角摄像装置，处理器通过信号处理装置与红外激光定位装置和机器人连接；
控制机械人按预设规划的运动轨迹运动；
机器人通过定位器向红外发射器发射携带有位置坐标和红外发射器基础信息的红外激光定位信号发送，并通过红外摄像头和视角摄像装置进行环境图像定位信号的发送；
通过定位器根据接收的多个红外激光信号的信号强度和方位角以及多个红外激光信号携带的位置坐标和发射器基础信息进行目标位置解算，并且，红外摄像头对机器人环境图像信息实时的采集，获得机器人坐标及姿态信息实时转换；
在红外激光定位仪配合红外摄像头获取了目标位置的坐标及姿态信息后，通过红外发射器将红外激光信号的位置坐标信息及姿态图像信息传输到处理器，在红外线定位并借助环境图像定位方法获得机器人的实时坐标信息和姿态信息；
处理器接收信息后，对信息中坐标及图像状态属性进行分析，判断机器人运动过程中在坐标值变换，是否与预设的坐标值指令变化趋势一致，若坐标值指令的变化趋势与预设的坐标值指令变化趋势不一致，则将预先构建的机器人定位坐标系中在前后上的坐标值通过处理器修正为负值，得到校正后的机器人红外激光定位坐标系，并将信号的属性指令传送到机器人；
将所得信号通过信号处理装置发送到处理器，根据处理器结合视角图像视频信息信号及红外激光定位信息信号，进行整合、分析和统计的实际坐标轨迹，并根据实际轨迹与设定轨迹，作出相应的运动轨迹作业指令，实现运动轨迹的实时规划，提高机器人轨迹精度；
处理器判断完成后，机器人通过处理器进行下一步动作的指令，处理器接收到动作指令完成并请求下一动作的指令时，根据预定线程，编入各参数之偏移量，进行重复动作，发送至机器人上，循环完成阶段性任务。
在进一步的实施例中，所述机器人为六关节机器人，所述机器人的前端第六关节为可更换接头，所述接头上为用于制程的工业机器手、切割手、焊接手等的任一种。
在进一步的实施例中，所述机器人本体上所对应多个关节均设置有驱动装置，所述机器人上的驱动装置通过线路发送多个关键的位置信息及运动轨迹和速度，并发送到处理器上。
在进一步的实施例中，所述机器人在运动轨迹上运动过程中通过横向方向和前后方向坐标值的增大趋势和减小趋势与预设的坐标值变化趋势一致。
在进一步的实施例中，所述定位器根据接收的所述红外激光信号的信号强度计算获得所述定位器与所述红外发射器和所述红外激光定位仪的距离。
在进一步的实施例中，所述视角摄像装置包括CCD摄像机和视频采集卡，所述视频采集卡与视角图像视频信息单元连接。
在进一步的实施例中，所述红外摄像头、所述红外发射器和所述红外激光定位仪所能接受的范围覆盖对所述机器人运动轨迹范围。
在进一步的实施例中，所述红外摄像头以记录所述机器人各个关节电机形成的运动轨迹和速度形成姿态信息，并通过信号实时发送的所述各个关节位置及运动轨迹和速度形成姿态信息。
在进一步的实施例中，所述处理器采用的信号处理装置可通过根据所处的环境中WIFI信号连接、宽度线路连接或蓝牙信号连接，所述宽度线路连接为RJ45网口。
本发明的有益效果为：通过机器人通过定位器向红外发射器和红外激光定位仪的信号，同时在红外摄像头和视角摄像装置进行环境图像定位信号，有效通过处理器获得坐标信息及姿态图像信息，进而在处理器的接收和转译，进而为机器人所接收，从而达到运动轨迹的即时规划，实现运动轨迹的实时规划，提高机器人轨迹精度，在红外激光和摄像图像对机器人的精准实时定位，在处理对横向方向和前后方向坐标值的与预设的坐标值变化趋势一致，提高了对环境的感知、提高适应能力，并及时调整运动轨迹，使得定位精准，适合较长时间的示教。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种机器人红外激光定位运动轨迹规划方法的流出示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例，提供了一种机器人红外激光定位运动轨迹规划方法。
实施例一：
如图1所示，根据本发明实施例的机器人红外激光定位运动轨迹规划方法，包括以下步骤
步骤S101，设置机器人，红外激光定位装置和处理器，红外激光定位装置包括红外摄像头、红外发射器和红外激光定位仪，红外摄像头、红外发射器和红外激光定位仪均通过处理器连接确定位置坐标，机器人上安装有定位器和视角摄像装置，处理器通过信号处理装置与红外激光定位装置和机器人连接；
步骤S103，控制机械人按预设规划的运动轨迹运动；
步骤S105，机器人通过定位器向红外发射器发射携带有位置坐标和红外发射器基础信息的红外激光定位信号发送，并通过红外摄像头和视角摄像装置进行环境图像定位信号的发送；
步骤S107，通过定位器根据接收的多个红外激光信号的信号强度和方位角以及多个红外激光信号携带的位置坐标和发射器基础信息进行目标位置解算，并且，红外摄像头对机器人环境图像信息实时的采集，获得机器人坐标及姿态信息实时转换；
步骤S109，在红外激光定位仪配合红外摄像头获取了目标位置的坐标及姿态信息后，通过红外发射器将红外激光信号的位置坐标信息及姿态图像信息传输到处理器，在红外线定位并借助环境图像定位方法获得机器人的实时坐标信息和姿态信息；
步骤S111，处理器接收信息后，对信息中坐标及图像状态属性进行分析，判断机器人运动过程中在坐标值变换，是否与预设的坐标值指令变化趋势一致，若坐标值指令的变化趋势与预设的坐标值指令变化趋势不一致，则将预先构建的机器人定位坐标系中在前后上的坐标值通过处理器修正为负值，得到校正后的机器人红外激光定位坐标系，并将信号的属性指令传送到机器人；
步骤S113，将所得信号通过信号处理装置发送到处理器，根据处理器结合视角图像视频信息信号及红外激光定位信息信号，进行整合、分析和统计的实际坐标轨迹，并根据实际轨迹与设定轨迹，作出相应的运动轨迹作业指令，实现运动轨迹的实时规划，提高机器人轨迹精度；
步骤S115，处理器判断完成后，机器人通过处理器进行下一步动作的指令，处理器接收到动作指令完成并请求下一动作的指令时，根据预定线程，编入各参数之偏移量，进行重复动作，发送至机器人上，循环完成阶段性任务。
在一个实施例中，所述机器人为六关节机器人，所述机器人的前端第六关节为可更换接头，所述接头上为用于制程的工业机器手、切割手、焊接手等的任一种。
在一个实施例中，所述机器人本体上所对应多个关节均设置有驱动装置，所述机器人上的驱动装置通过线路发送多个关键的位置信息及运动轨迹和速度，并发送到处理器上。
在一个实施例中，所述机器人在运动轨迹上运动过程中通过横向方向和前后方向坐标值的增大趋势和减小趋势与预设的坐标值变化趋势一致。
在一个实施例中，所述定位器根据接收的所述红外激光信号的信号强度计算获得所述定位器与所述红外发射器和所述红外激光定位仪的距离。
在一个实施例中，所述视角摄像装置包括CCD摄像机和视频采集卡，所述视频采集卡与视角图像视频信息单元连接。
在一个实施例中，所述红外摄像头、所述红外发射器和所述红外激光定位仪所能接受的范围覆盖对所述机器人运动轨迹范围。
在一个实施例中，所述红外摄像头以记录所述机器人各个关节电机形成的运动轨迹和速度形成姿态信息，并通过信号实时发送的所述各个关节位置及运动轨迹和速度形成姿态信息。
在一个实施例中，所述处理器采用的信号处理装置可通过根据所处的环境中WIFI信号连接、宽度线路连接或蓝牙信号连接，所述宽度线路连接为RJ45网口。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过机器人通过定位器向红外发射器和红外激光定位仪的信号，同时在红外摄像头和视角摄像装置进行环境图像定位信号，有效通过处理器获得坐标信息及姿态图像信息，进而在处理器的接收和转译，进而为机器人所接收，从而达到运动轨迹的即时规划，实现运动轨迹的实时规划，提高机器人轨迹精度，在红外激光和摄像图像对机器人的精准实时定位，在处理对横向方向和前后方向坐标值的与预设的坐标值变化趋势一致，提高了对环境的感知、提高适应能力，并及时调整运动轨迹，使得定位精准，适合较长时间的示教。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (9)

1.一种机器人红外激光定位运动轨迹规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
设置机器人，红外激光定位装置和处理器，红外激光定位装置包括红外摄像头、红外发射器和红外激光定位仪，红外摄像头、红外发射器和红外激光定位仪均通过处理器连接确定位置坐标，机器人上安装有定位器和视角摄像装置，处理器通过信号处理装置与红外激光定位装置和机器人连接；
控制机械人按预设规划的运动轨迹运动；
机器人通过定位器向红外发射器发射携带有位置坐标和红外发射器基础信息的红外激光定位信号发送，并通过红外摄像头和视角摄像装置进行环境图像定位信号的发送；
通过定位器根据接收的多个红外激光信号的信号强度和方位角以及多个红外激光信号携带的位置坐标和发射器基础信息进行目标位置解算，并且，红外摄像头对机器人环境图像信息实时的采集，获得机器人坐标及姿态信息实时转换；
在红外激光定位仪配合红外摄像头获取了目标位置的坐标及姿态信息后，通过红外发射器将红外激光信号的位置坐标信息及姿态图像信息传输到处理器，在红外线定位并借助环境图像定位方法获得机器人的实时坐标信息和姿态信息；
处理器接收信息后，对信息中坐标及图像状态属性进行分析，判断机器人运动过程中在坐标值变换，是否与预设的坐标值指令变化趋势一致，若坐标值指令的变化趋势与预设的坐标值指令变化趋势不一致，则将预先构建的机器人定位坐标系中在前后上的坐标值通过处理器修正为负值，得到校正后的机器人红外激光定位坐标系，并将信号的属性指令传送到机器人；
将所得信号通过信号处理装置发送到处理器，根据处理器结合视角图像视频信息信号及红外激光定位信息信号，进行整合、分析和统计的实际坐标轨迹，并根据实际轨迹与设定轨迹，作出相应的运动轨迹作业指令，实现运动轨迹的实时规划，提高机器人轨迹精度；
处理器判断完成后，机器人通过处理器进行下一步动作的指令，处理器接收到动作指令完成并请求下一动作的指令时，根据预定线程，编入各参数之偏移量，进行重复动作，发送至机器人上，循环完成阶段性任务。
2.根据权利要求1所述的一种机器人红外激光定位运动轨迹规划方法，其特征在于，所述机器人为六关节机器人，所述机器人的前端第六关节为可更换接头，所述接头上为用于制程的工业机器手、切割手、焊接手等的任一种。
3.根据权利要求2所述的一种机器人红外激光定位运动轨迹规划方法，其特征在于，所述机器人本体上所对应多个关节均设置有驱动装置，所述机器人上的驱动装置通过线路发送多个关键的位置信息及运动轨迹和速度，并发送到处理器上。
4.根据权利要求3所述的一种机器人红外激光定位运动轨迹规划方法，其特征在于，所述机器人在运动轨迹上运动过程中通过横向方向和前后方向坐标值的增大趋势和减小趋势与预设的坐标值变化趋势一致。
5.根据权利要求4所述的一种机器人红外激光定位运动轨迹规划方法，其特征在于，所述定位器根据接收的所述红外激光信号的信号强度计算获得所述定位器与所述红外发射器和所述红外激光定位仪的距离。
6.根据权利要求5所述的一种机器人红外激光定位运动轨迹规划方法，其特征在于，所述视角摄像装置包括CCD摄像机和视频采集卡，所述视频采集卡与视角图像视频信息单元连接。
7.根据权利要求6所述的一种机器人红外激光定位运动轨迹规划方法，其特征在于，所述红外摄像头、所述红外发射器和所述红外激光定位仪所能接受的范围覆盖对所述机器人运动轨迹范围。
8.根据权利要求7所述的一种机器人红外激光定位运动轨迹规划方法，其特征在于，所述红外摄像头以记录所述机器人各个关节电机形成的运动轨迹和速度形成姿态信息，并通过信号实时发送的所述各个关节位置及运动轨迹和速度形成姿态信息。
9.根据权利要求8所述的一种机器人红外激光定位运动轨迹规划方法，其特征在于，所述处理器采用的信号处理装置可通过根据所处的环境中WIFI信号连接、宽度线路连接或蓝牙信号连接，所述宽度线路连接为RJ45网口。
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