CN113927599B - 绝对精度补偿方法及系统、设备和计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种绝对精度补偿方法及系统、设备和计算机可读存储介质，其中该方法包括：几何误差补偿步骤：在机器人运动学建模时将DH参数误差引起的末端误差直接补偿可配置的运动学参数；非几何误差补偿步骤：建立机器人的柔性误差模型，通过机器人的控制器来补偿柔性误差模型中的误差。本发明提供的技术方案基于关节柔性和配置参数的绝对精度补偿，直接补偿运动学配置参数，不需要修改机器人正逆运动学，可直接应用于工业机器人。

Description

绝对精度补偿方法及系统、设备和计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及绝对精度补偿方法及系统、设备和计算机可读存储介质。

背景技术

随着机器人与视觉等其它传感器的结合应用技术越来越成熟，对机器人的定位精度要求也越来越高。

一般工业机器人的重复定位精度能达到较高水平，而绝对定位精度却相对较低，无法满足一些精度要求较高的应用领域的需求。提高机器人绝对定位精度的一种有效方法是机器人运动学标定，例如现有技术有些是基于位移传感器同时实现了机器人本体几何参数误差及机器人末端坐标系、基坐标系的标定，但是这种方案由于没有考虑关节柔性带来的影响，因此应用具有很大局限性，无法满足一些精度要求较高的应用领域的需求。

又例如，现有技术还有一些是综合位姿误差模型与刚度补偿的机器人精度补偿，通过实验获取机器人本体变形量对载荷的变化曲线，调取离线结果对末端精度进行二次补偿，但是由于变化曲线需要大量不同位置和不同载荷的实验来确定，另外数据库步长将直接影响补偿的精度，且没有考虑不同姿态的影响，因此，这种方案也有很大的应用局限性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种绝对精度补偿方法及系统、设备和计算机可读存储介质，基于关节柔性和配置参数的绝对精度补偿，直接补偿运动学配置参数，不需要修改机器人正逆运动学，可直接应用于工业机器人，适合大规模应用。

本发明提出一种绝对精度补偿方法，所述方法包括：

几何误差补偿步骤：在机器人运动学建模时将DH参数误差引起的末端误差直接补偿可配置的运动学参数；

非几何误差补偿步骤：建立所述机器人的柔性误差模型，通过所述机器人的控制器来补偿所述柔性误差模型中的误差。

优选的，所述几何误差补偿步骤具体包括：

对所述机器人进行运动学建模，得到相邻两连杆{i-1}{i}之间的齐次坐标变换矩阵为：

上式(1)中，s＝sin，c＝cos，a_i-1为连杆长度，a_i-1为关节扭角，d_i为连杆偏距，θ_i为关节转角，x为连杆坐标系X轴坐标，z为连杆坐标系Z轴坐标；

根据微分变换法获取相邻连杆的齐次变换误差为：

上式(2)表示任意关节的DH参数误差在关节坐标系下产生的误差，其中，Δθ_i是连杆夹角偏差，Δa_i-1是连杆扭角偏差，Δd_i是连杆距离偏差，Δa_i-1是连杆长度偏差；

根据所建模型获取所述机器人的末端坐标系与基坐标系之间的运动学关系为：

根据上式(3)得到所述机器人由DH参数引起的末端位姿误差模型为：

Δp_DH＝J_DHΔη_DH (4)

上式(4)中，Δp_DH为所述机器人末端位姿误差向量，为位姿误差对应的辨识雅克比矩阵，Δη_DH＝[Δθ Δd Δα Δa]为各关节误差参数向量。

优选的，所述非几何误差补偿步骤具体还包括：

建立所述机器人的关节力矩和各关节的弹性变形之间的关系为：

τ＝K_c·dθ_c (5)

上式(5)中，K_c＝diag(K₁，…，K_n)为所述机器人的关节刚度矩阵，τ为施加在关节上的等效力矩，dθ_c为关节角度偏差；

根据所述机器人的运动雅克比ΔX＝J_c(θ)dθ_c和力雅可比并联立上式(4)以得到：

上式(6)中，S_c＝[S₁，…，S_n]＝[1/K₁，…，1/K_n]为各关节的柔度参数，J_c为所述机器人的雅克比矩阵，τ_G为所述机器人的各关节重力矩，F为机器人所受的外力；

结合上式(4)和上式(6)，将所述机器人的末端位姿的误差模型扩展为：

Δp＝JΔη (7)

上式(7)中，J＝[J_DH J_A]为辨识雅克比矩阵，Δη＝[Δη_DH S_c]为包含几何误差参数和柔度参数的误差参数矩阵；

求解上式(7)以获取所述机器人的所述几何误差参数和所述柔度参数，并通过所述机器人的控制器来补偿误差。

优选的，所述方法还包括辨识步骤，所述辨识步骤具体包括：

在所述机器人的工作空间内，给定任意的目标位置，控制所述机器人运动到给定的所述目标位置，记录所述机器人的各关节位置并代入求得所述辨识雅克比矩阵I，利用激光跟踪仪测量给定的所述目标位置的末端实际位置，将所述末端实际位置与所建模型位置做差运算得到上式(7)中的Δp；

采用最小二乘法求解上式(7)以得到所述机器人的所述误差参数矩阵Δη，将所述误差参数矩阵中的几何误差参数Δη_DH直接补偿至所述DH参数，得到修正后的DH参数和所述机器人的零位位置；

将所述误差参数矩阵中的柔度参数S_c直接代入到上式(5)中计算得到各轴角度补偿量；

控制补偿后的所述机器人重复运动到给定的所述目标位置，记录所述机器人各关节位置，使用激光跟踪仪记录所述目标位置的末端实际位置，再次计算得到所述机器人的所述误差参数矩阵；

判断所述误差参数矩阵中的误差参数的变化量是否满足精度要求；

若满足精度要求，则辨识完成。

另一方面，本发明还提供一种绝对精度补偿系统，所述系统包括几何误差补偿模块和非几何误差补偿模块，其中，

几何误差补偿模块，用于在机器人运动学建模时将DH参数误差引起的末端误差直接补偿可配置的运动学参数；

非几何误差补偿模块，用于建立所述机器人的柔性误差模型，通过所述机器人的控制器来补偿所述柔性误差模型中的误差。

优选的，所述几何误差补偿模块具体用于：

对所述机器人进行运动学建模，得到相邻两连杆{i-1}{i}之间的齐次坐标变换矩阵为：

上式(1)中，s＝sin，c＝cos，a_i-1为连杆长度，a_i-1为关节扭角，d_i为连杆偏距，θ_i为关节转角，x为连杆坐标系X轴坐标，z为连杆坐标系Z轴坐标；

根据微分变换法获取相邻连杆的齐次变换误差为：

上式(2)表示任意关节的DH参数误差在关节坐标系下产生的误差，其中，Δθ_i是连杆夹角偏差，Δa_i-1是连杆扭角偏差，Δd_i是连杆距离偏差，Δa_i-1是连杆长度偏差；

根据所建模型获取所述机器人的末端坐标系与基坐标系之间的运动学关系为：

根据上式(3)得到所述机器人由DH参数引起的末端位姿误差模型为：

Δp_DH＝J_DHΔη_DH (4)

上式(4)中，Δp_DH为所述机器人末端位姿误差向量，为位姿误差对应的辨识雅克比矩阵，Δη_DH＝[Δθ Δd Δα Δa]为各关节误差参数向量。

优选的，所述非几何误差补偿模块具体用于：

建立所述机器人的关节力矩和各关节的弹性变形之间的关系为：

τ＝K_c·dθ_c (5)

上式(5)中，K_c＝diag(k₁，…，K_n)为所述机器人的关节刚度矩阵，τ为施加在关节上的等效力矩，dθ_c为关节角度偏差；

根据所述机器人的运动雅克比ΔX＝J_c(θ)dθ_c和力雅可比并联立上式(4)以得到：

上式(6)中，S_c＝[S₁，…，S_n]＝[1/K₁，…，1/K_n]为各关节的柔度参数，J_c为所述机器人的雅克比矩阵，τ_G为所述机器人的各关节重力矩，F为机器人所受的外力；

结合上式(4)和上式(6)，将所述机器人的末端位姿的误差模型扩展为：

Δp＝JΔη (7)

上式(7)中，J＝[J_DH J_A]为辨识雅克比矩阵，Δη＝[Δη_DH S_c]为包含几何误差参数和柔度参数的误差参数矩阵；

求解上式(7)以获取所述机器人的所述几何误差参数和所述柔度参数，并通过所述机器人的控制器来补偿误差。

优选的，所述系统还包括辨识模块，所述辨识模块具体用于：

在所述机器人的工作空间内，给定任意的目标位置，控制所述机器人运动到给定的所述目标位置，记录所述机器人的各关节位置并代入求得所述辨识雅克比矩阵J，利用激光跟踪仪测量给定的所述目标位置的末端实际位置，将所述末端实际位置与所建模型位置做差运算得到上式(7)中的Δp；

采用最小二乘法求解上式(7)以得到所述机器人的所述误差参数矩阵Δη，将所述误差参数矩阵中的几何误差参数Δη_DH直接补偿至所述DH参数，得到修正后的DH参数和所述机器人的零位位置；

将所述误差参数矩阵中的柔度参数S_c直接代入到上式(5)中计算得到各轴角度补偿量；

控制补偿后的所述机器人重复运动到给定的所述目标位置，记录所述机器人各关节位置，使用激光跟踪仪记录所述目标位置的末端实际位置，再次计算得到所述机器人的所述误差参数矩阵；

判断所述误差参数矩阵中的误差参数的变化量是否满足精度要求；

若满足精度要求，则辨识完成。

再一方面，本发明还提供一种设备，其中，所述设备包括存储器和处理器，所述存储器存储计算机处理指令，所述处理器通过调用所述计算机处理指令来执行前述的绝对精度补偿方法。

又一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述的绝对精度补偿方法的步骤。

本发明提供的技术方案具有以下优点：基于关节柔性和配置参数的绝对精度补偿，直接补偿运动学配置参数，不需要修改机器人正逆运动学，可直接应用于工业机器人，适合大规模应用。

附图说明

图1为本发明一实施方式中绝对精度补偿方法的流程示意图；

图2为本发明一实施方式中绝对精度补偿系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下将对本发明所提供的一种绝对精度补偿方法及其系统进行详细说明。

请参阅图1，为本发明一实施方式中绝对精度补偿方法的流程示意图。

在步骤S1中，几何误差补偿步骤：在机器人运动学建模时将DH参数误差引起的末端误差直接补偿可配置的运动学参数。

在本实施方式中，所述几何误差补偿步骤具体包括：

对所述机器人进行运动学建模，得到相邻两连杆{i-1}{i}之间的齐次坐标变换矩阵为：

上式(1)中，s＝sin，c＝cos，a_i-1为连杆长度，a_i-1为关节扭角，d_i为连杆偏距，θ_i为关节转角，x为连杆坐标系X轴坐标，z为连杆坐标系Z轴坐标；

根据微分变换法获取相邻连杆的齐次变换误差为：

上式(2)表示任意关节的DH参数误差在关节坐标系下产生的误差，其中，Δθ_i是连杆夹角偏差，Δa_i-1是连杆扭角偏差，Δd_i是连杆距离偏差，Δa_i-1是连杆长度偏差；

根据所建模型获取所述机器人的末端坐标系与基坐标系之间的运动学关系为：

根据上式(3)得到所述机器人由DH参数引起的末端位姿误差模型为：

Δp_DH＝J_DHΔη_DH (4)

上式(4)中，Δp_DH为所述机器人末端位姿误差向量，为位姿误差对应的辨识雅克比矩阵，Δη_DH＝[Δθ Δd Δα Δa]为各关节误差参数向量。

在本实施方式中，上述的机器人即为工业机器人，采用修正的D-H模型(即MDH模型)对工业机器人进行运动学建模，另外，由于工业机器人各个关节参数存在误差，因此需要根据微分变换法获取相邻连杆的齐次变换误差。

在本实施方式中，对于N关节工业机器人来说，需要根据所建模型获取所述机器人的末端坐标系与基坐标系之间的运动学关系，而且，在上式(3)中需要忽略高阶项微分并化简之后，才能得到机器人由DH参数引起的末端位姿误差模型。在本实施方式中，上式中各关节误差参数向量仅考虑工业机器人可配置的DH参数项，其余项置0，以传统工业六轴机器人为例，即

Δη_DH＝[Δd₁ Δa₁ Δa₂ Δa₃ Δd₄ Δθ₁ Δθ₂ Δθ₃ Δθ₄ Δθ₅ Δθ₆]。

在步骤S2中，非几何误差补偿步骤：建立机器人的柔性误差模型，通过机器人的控制器来补偿柔性误差模型中的误差。

在本实施方式中，所述非几何误差补偿步骤具体还包括：

建立所述机器人的关节力矩和各关节的弹性变形之间的关系为：

τ＝K_c·dθ_c (5)

上式(5)中，K_c＝diag(K₁，…，K_n)为所述机器人的关节刚度矩阵，τ为施加在关节上的等效力矩，dθ_c为关节角度偏差；

根据所述机器人的运动雅克比ΔX＝J_c(θ)dθ_c和力雅可比并联立上式(4)以得到：

上式(6)中，S_c＝[S₁，…，S_n]＝[1/K₁，…，1/K_n]为各关节的柔度参数，J_c为所述机器人的雅克比矩阵，τ_G为所述机器人的各关节重力矩，F为机器人所受的外力；

将几何误差和非几何误差耦合在一起，结合上式(4)和上式(6)，将所述机器人的末端位姿的误差模型扩展为：

Δp＝JΔη (7)

上式(7)中，J＝[J_DH J_A]为辨识雅克比矩阵，Δη＝[Δη_DH S_c]为包含几何误差参数和柔度参数的误差参数矩阵；

求解上式(7)以获取所述机器人的所述几何误差参数和所述柔度参数，并通过所述机器人的控制器来补偿误差。

在本实施方式中，采用线性扭转弹簧模型对工业机器人关节的柔性变形进行建模，即柔性变形造成的关节角度偏差与所受的力(力矩)成正比关系，工业机器人关节受力主要包括外加负载及机器人本体自重两个部分，因此，建立所述机器人的关节力矩和各关节的弹性变形之间的关系，如上式(5)所示。

在本实施方式中，正是考虑到关节柔性对工业机器人末端位置的影响，因此基于关节柔性和配置参数的绝对精度补偿，直接补偿运动学配置参数，不需要修改机器人正逆运动学，可直接应用于工业机器人，适合大规模应用，而且，通过控制器来补偿误差，提高了机器人的定位精度。

在本实施方式中，为了进一步提高机器人的定位精度。本发明的绝对精度补偿方法还包括辨识步骤，所述辨识步骤具体包括：

在所述机器人的工作空间内，给定任意的目标位置，控制所述机器人运动到给定的所述目标位置，记录所述机器人的各关节位置并代入求得所述辨识雅克比矩阵J，利用激光跟踪仪测量给定的所述目标位置的末端实际位置，将所述末端实际位置与所建模型位置做差运算得到上式(7)中的Δp；

采用最小二乘法求解上式(7)以得到所述机器人的所述误差参数矩阵Δη，将所述误差参数矩阵中的几何误差参数Δη_DH直接补偿至所述DH参数，得到修正后的DH参数和所述机器人的零位位置；

将所述误差参数矩阵中的柔度参数S_c直接代入到上式(5)中计算得到各轴角度补偿量；

控制补偿后的所述机器人重复运动到给定的所述目标位置，记录所述机器人各关节位置，使用激光跟踪仪记录所述目标位置的末端实际位置，再次计算得到所述机器人的所述误差参数矩阵；

判断所述误差参数矩阵中的误差参数的变化量是否满足精度要求；

若满足精度要求，则辨识完成。若不满足精度要求，则重复上述第四个步骤，即控制控制补偿后的所述机器人重复运动到给定的所述目标位置，重复该步骤。

在本实施方式中，以传统工业六轴机器人为例，取各关节误差参数向量

Δη_DH＝[Δd₁ Δa₁ Δa₂ Δa₃ Δd₄ Δθ₁ Δθ₂ Δθ₃ Δθ₄ Δθ₅ Δθ₆]；

由于机器人1轴重力为0，1关节柔度参数不可辨识，取各关节柔度参数

S_c＝[S₂，S₃，...，S₆]；

其中的辨识步骤具体包括：

在机器人的工作空间内，给定50个目标位置，控制机器人运动到给定的目标位置，记录机器人的各关节位置并代入求得辨识雅克比矩阵J，利用激光跟踪仪测量给定的目标位置的末端实际位置，将末端实际位置与所建模型位置做差运算得到上式(7)中的Δp；

采用最小二乘法求解上式(7)以得到机器人的误差参数矩阵Δη，将误差参数矩阵中的几何误差参数Δη_DH直接补偿至DH参数，得到修正后的DH参数和机器人的零位位置；

将误差参数矩阵中的柔度参数S_c直接代入到上式(5)中计算得到各轴角度补偿量；

控制补偿后的机器人重复运动到给定的目标位置，记录机器人各关节位置，使用激光跟踪仪记录目标位置的末端实际位置，再次计算得到机器人的误差参数矩阵；

判断误差参数矩阵中的误差参数的变化量是否满足精度要求；

若满足精度要求，则辨识完成。若不满足精度要求，则重复上述第四个步骤。

在本实施方式中，通过迭代重新求解误差参数的辨识方法，直接判断误差参数的变化量是否满足精度要求，提升了绝对精度误差模型的精度，提高了机器人的绝对定位精度。

请参阅图2，为本发明一实施方式中绝对精度补偿系统1的结构示意图。

在本实施方式中，绝对精度补偿系统1包括几何误差补偿模块2以及非几何误差补偿模块3。

几何误差补偿模块2，用于在机器人运动学建模时将DH参数误差引起的末端误差直接补偿可配置的运动学参数。

在本实施方式中，几何误差补偿模块2具体用于：

对所述机器人进行运动学建模，得到相邻两连杆{i-1}{i}之间的齐次坐标变换矩阵为：

上式(1)中，s＝sin，c＝cos，a_i-1为连杆长度，a_i-1为关节扭角，d_i为连杆偏距，θ_i为关节转角，x为连杆坐标系X轴坐标，z为连杆坐标系Z轴坐标；

根据微分变换法获取相邻连杆的齐次变换误差为：

上式(2)表示任意关节的DH参数误差在关节坐标系下产生的误差，其中，Δθ_i是连杆夹角偏差，Δa_i-1是连杆扭角偏差，Δd_i是连杆距离偏差，Δa_i-1是连杆长度偏差；

根据所建模型获取所述机器人的末端坐标系与基坐标系之间的运动学关系为：

根据上式(3)得到所述机器人由DH参数引起的末端位姿误差模型为：

Δp_DH＝J_DHΔη_DH (4)

上式(4)中，Δp_DH为所述机器人末端位姿误差向量，为位姿误差对应的辨识雅克比矩阵，Δη_DH＝[Δθ Δd Δα Δa]为各关节误差参数向量。

非几何误差补偿模块3，用于建立所述机器人的柔性误差模型，通过所述机器人的控制器来补偿所述柔性误差模型中的误差。

在本实施方式中，非几何误差补偿模块3具体用于：

建立所述机器人的关节力矩和各关节的弹性变形之间的关系为：

τ＝K_c·dθ_c (5)

上式(5)中，K_c＝diag(K₁，…，K_n)为所述机器人的关节刚度矩阵，τ为施加在关节上的等效力矩，dθ_c为关节角度偏差；

根据所述机器人的运动雅克比ΔX＝J_c(θ)dθ_c和力雅可比并联立上式(4)以得到：

上式(6)中，S_c＝[S₁，…，S_n]＝[1/K₁，…，1/K_n]为各关节的柔度参数，J_c为所述机器人的雅克比矩阵，τ_G为所述机器人的各关节重力矩，F为机器人所受的外力；

结合上式(4)和上式(6)，将所述机器人的末端位姿的误差模型扩展为：

Δp＝JΔη (7)

上式(7)中，J＝[J_DH J_A]为辨识雅克比矩阵，Δη＝[Δη_DH S_c]为包含几何误差参数和柔度参数的误差参数矩阵；

求解上式(7)以获取所述机器人的所述几何误差参数和所述柔度参数，并通过所述机器人的控制器来补偿误差。

在本实施方式中，正是考虑到关节柔性对工业机器人末端位置的影响，因此基于关节柔性和配置参数的绝对精度补偿系统1，能直接补偿运动学配置参数，不需要修改机器人正逆运动学，可直接应用于工业机器人，适合大规模应用，而且，通过控制器来补偿误差，提高了机器人的定位精度。

在本实施方式中，为了进一步提高机器人的定位精度。本发明的绝对精度补偿系统1还包括辨识模块(图2中未示出)，所述辨识模块具体用于：

在所述机器人的工作空间内，给定任意的目标位置，控制所述机器人运动到给定的所述目标位置，记录所述机器人的各关节位置并代入求得所述辨识雅克比矩阵J，利用激光跟踪仪测量给定的所述目标位置的末端实际位置，将所述末端实际位置与所建模型位置做差运算得到上式(7)中的Δp；

采用最小二乘法求解上式(7)以得到所述机器人的所述误差参数矩阵Δη，将所述误差参数矩阵中的几何误差参数Δη_DH直接补偿至所述DH参数，得到修正后的DH参数和所述机器人的零位位置；

将所述误差参数矩阵中的柔度参数S_c直接代入到上式(5)中计算得到各轴角度补偿量；

控制补偿后的所述机器人重复运动到给定的所述目标位置，记录所述机器人各关节位置，使用激光跟踪仪记录所述目标位置的末端实际位置，再次计算得到所述机器人的所述误差参数矩阵；

判断所述误差参数矩阵中的误差参数的变化量是否满足精度要求；

若满足精度要求，则辨识完成。

在本实施方式中，系统装置项的详细说明参阅前述图1所示的方法项的详细说明，在此不做重复记载。

此外，本发明还提供一种设备，其中，设备包括存储器和处理器，存储器存储计算机处理指令，处理器通过调用计算机处理指令来执行前述的绝对精度补偿方法。

另外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述的绝对精度补偿方法的步骤。

本发明提供的技术方案具有以下优点：基于关节柔性和配置参数的绝对精度补偿，直接补偿运动学配置参数，不需要修改机器人正逆运动学，可直接应用于工业机器人，适合大规模应用。

值得注意的是，上述实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种绝对精度补偿方法，其特征在于，所述方法包括：

几何误差补偿步骤：在机器人运动学建模时将DH参数误差引起的末端误差直接补偿可配置的运动学参数；

非几何误差补偿步骤：建立所述机器人的柔性误差模型，通过所述机器人的控制器来补偿所述柔性误差模型中的误差；

其中，所述几何误差补偿步骤具体包括：

对所述机器人进行运动学建模，得到相邻两连杆{i-1}{i}之间的齐次坐标变换矩阵为：

（1）

上式（1）中，，/>为连杆长度，/>为关节扭角，/>为连杆偏距，/>为关节转角，x为连杆坐标系X轴坐标，z为连杆坐标系Z轴坐标；

根据微分变换法获取相邻连杆的齐次变换误差为：

（2）

上式（2）表示任意关节的DH参数误差在关节坐标系下产生的误差，其中，是连杆夹角偏差，/>是连杆扭角偏差，/>是连杆距离偏差，/>是连杆长度偏差；

根据所建模型获取所述机器人的末端坐标系与基坐标系之间的运动学关系为：

（3）；

根据上式（3）得到所述机器人由DH参数引起的末端位姿误差模型为：

（4）

上式（4）中，为所述机器人末端位姿误差向量，/>为位姿误差对应的辨识雅克比矩阵，/>为各关节误差参数向量。

2.如权利要求1所述的绝对精度补偿方法，其特征在于，所述非几何误差补偿步骤具体还包括：

建立所述机器人的关节力矩和各关节的弹性变形之间的关系为：

（5）

上式（5）中，为所述机器人的关节刚度矩阵，/>为施加在关节上的等效力矩，/>为关节角度偏差；

根据所述机器人的运动雅克比和力雅可比/>，并联立上式（4）以得到：

（6）

上式（6）中，为各关节的柔度参数，/>为所述机器人的雅克比矩阵，/>为所述机器人的各关节重力矩，/>为机器人所受的外力；

结合上式（4）和上式（6），将所述机器人的末端位姿的误差模型扩展为：

(7)

上式（7）中，为辨识雅克比矩阵，/>为包含几何误差参数和柔度参数的误差参数矩阵；

求解上式（7）以获取所述机器人的所述几何误差参数和所述柔度参数，并通过所述机器人的控制器来补偿误差。

3.如权利要求2所述的绝对精度补偿方法，其特征在于，所述方法还包括辨识步骤，所述辨识步骤具体包括：

在所述机器人的工作空间内，给定任意的目标位置，控制所述机器人运动到给定的所述目标位置，记录所述机器人的各关节位置并代入求得所述辨识雅克比矩阵，利用激光跟踪仪测量给定的所述目标位置的末端实际位置，将所述末端实际位置与所建模型位置做差运算得到上式（7）中的/>；

采用最小二乘法求解上式（7）以得到所述机器人的所述误差参数矩阵，将所述误差参数矩阵中的几何误差参数/>直接补偿至所述DH参数，得到修正后的DH参数和所述机器人的零位位置；

将所述误差参数矩阵中的柔度参数直接代入到上式（6）中计算得到各轴角度补偿量；

控制补偿后的所述机器人重复运动到给定的所述目标位置，记录所述机器人各关节位置，使用激光跟踪仪记录所述目标位置的末端实际位置，再次计算得到所述机器人的所述误差参数矩阵；

判断所述误差参数矩阵中的误差参数的变化量是否满足精度要求；

若满足精度要求，则辨识完成。

4.一种绝对精度补偿系统，其特征在于，所述系统包括几何误差补偿模块和非几何误差补偿模块，其中，

几何误差补偿模块，用于在机器人运动学建模时将DH参数误差引起的末端误差直接补偿可配置的运动学参数；

非几何误差补偿模块，用于建立所述机器人的柔性误差模型，通过所述机器人的控制器来补偿所述柔性误差模型中的误差；

其中，所述几何误差补偿模块具体用于：

对所述机器人进行运动学建模，得到相邻两连杆{i-1}{i}之间的齐次坐标变换矩阵为：

（1）

上式（1）中，，/>为连杆长度，/>为关节扭角，/>为连杆偏距，/>为关节转角，x为连杆坐标系X轴坐标，z为连杆坐标系Z轴坐标；

根据微分变换法获取相邻连杆的齐次变换误差为：

（2）

上式（2）表示任意关节的DH参数误差在关节坐标系下产生的误差，其中，是连杆夹角偏差，/>是连杆扭角偏差，/>是连杆距离偏差，/>是连杆长度偏差；

根据所建模型获取所述机器人的末端坐标系与基坐标系之间的运动学关系为：

（3）；

根据上式（3）得到所述机器人由DH参数引起的末端位姿误差模型为：

（4）

上式（4）中，为所述机器人末端位姿误差向量，/>为位姿误差对应的辨识雅克比矩阵，/>为各关节误差参数向量。

5.如权利要求4所述的绝对精度补偿系统，其特征在于，所述非几何误差补偿模块具体用于：

建立所述机器人的关节力矩和各关节的弹性变形之间的关系为：

（5）

上式（5）中，为所述机器人的关节刚度矩阵，/>为施加在关节上的等效力矩，/>为关节角度偏差；

根据所述机器人的运动雅克比和力雅可比/>，并联立上式（4）以得到：

（6）

上式（6）中，为各关节的柔度参数，/>为所述机器人的雅克比矩阵，/>为所述机器人的各关节重力矩，/>为机器人所受的外力；

结合上式（4）和上式（6），将所述机器人的末端位姿的误差模型扩展为：

(7)

上式（7）中，为辨识雅克比矩阵，/>为包含几何误差参数和柔度参数的误差参数矩阵；

求解上式（7）以获取所述机器人的所述几何误差参数和所述柔度参数，并通过所述机器人的控制器来补偿误差。

6.如权利要求5所述的绝对精度补偿系统，其特征在于，所述系统还包括辨识模块，所述辨识模块具体用于：

在所述机器人的工作空间内，给定任意的目标位置，控制所述机器人运动到给定的所述目标位置，记录所述机器人的各关节位置并代入求得所述辨识雅克比矩阵，利用激光跟踪仪测量给定的所述目标位置的末端实际位置，将所述末端实际位置与所建模型位置做差运算得到上式（7）中的/>；

采用最小二乘法求解上式（7）以得到所述机器人的所述误差参数矩阵，将所述误差参数矩阵中的几何误差参数/>直接补偿至所述DH参数，得到修正后的DH参数和所述机器人的零位位置；

将所述误差参数矩阵中的柔度参数直接代入到上式（6）中计算得到各轴角度补偿量；

控制补偿后的所述机器人重复运动到给定的所述目标位置，记录所述机器人各关节位置，使用激光跟踪仪记录所述目标位置的末端实际位置，再次计算得到所述机器人的所述误差参数矩阵；

判断所述误差参数矩阵中的误差参数的变化量是否满足精度要求；

若满足精度要求，则辨识完成。

7.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储计算机处理指令，所述处理器通过调用所述计算机处理指令来执行上述权利要求1-3中任一项所述的绝对精度补偿方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一项所述的绝对精度补偿方法的步骤。