技术特征：
1.一种倾斜安装的冗余双臂机器人基坐标系标定方法，其特征在于，包括以下步骤：s10、将与冗余双臂机器人安装平面平行的世界坐标系导轨固定在桌子上，把激光跟踪仪带有磁力的反光靶球放置在导轨的坐标原点，将激光跟踪仪放置于倾斜安装的冗余双臂机器人中间；s20、通过激光跟踪仪记录反光靶球的球心坐标o
world
＝(x
world
,y
world
,z
world
)
t
；s30、移动反光靶球从o
world
，使其分别沿着世界坐标系x轴及y轴正方向移动，通过激光跟踪仪记录反光靶球移动轨迹每个时刻的球心位置跟踪仪记录反光靶球移动轨迹每个时刻的球心位置及其中i＝(1,2,
…
,n),基于记录的球心位置和o
world
计算世界坐标系相对于激光跟踪仪坐标系的位姿关系s40、将反光靶球的靶球座安装于机器人末端的法兰盘上，将反光靶球吸附在靶球座上；移动机器人末端移动，通过机器人示教器记录移动位置为零点位置，表示为矩阵该矩阵表示机器人末端坐标系相对于机器人基坐标系的位姿关系；通过激光跟踪仪记录零点位置的反光靶球的球心坐标o
ball
＝(x
ball
,y
ball
,z
ball
)
t
；s50、控制机器人从零点位置分别沿着其末端坐标系x、y和z轴正方向移动，通过激光跟踪仪记录反光靶球移动轨迹每个时刻的球心位置踪仪记录反光靶球移动轨迹每个时刻的球心位置及其中i＝(1,2,
…
,n),并基于记录的球心位置与o
ball
计算靶球坐标系相对于激光跟踪仪坐标系的位姿关系s60、根据靶球座及靶球的标准尺寸，计算靶球坐标系相对于机器人末端坐标系的位姿关系s70、根据求解左臂基坐标系相对于世界坐标系的位姿关系s80、将反光靶球的靶球座放置在另一台机器人的末端，即右臂末端，重复步骤s40到s70，得到右臂基坐标系相对于世界坐标系的位姿关系最后结合求得冗余双臂机器人基坐标系的相对位姿关系2.根据权利要求1所述的一种倾斜安装的冗余双臂机器人基坐标系标定方法，其特征在于，所述s10中的世界坐标系导轨固定方向与预设的x和y轴相同且激光跟踪仪放置距离确保机器人运动范围在激光跟踪仪可测范围内，在整个标定过程中，激光跟踪仪放置位置一经确定即不可更改。3.根据权利要求1所述的一种倾斜安装的冗余双臂机器人基坐标系标定方法，其特征在于，所述s30包含以下步骤：s3001、将激光跟踪仪记录的两组及通过奇异值分解计算得到世界坐标系x轴及y轴在激光跟踪仪坐标系下的方向向量坐标系x轴及y轴在激光跟踪仪坐标系下的方向向量及
s3002、根据右手法则，将向量n
′
world
与o
′
world
叉乘得到世界坐标系z轴在激光跟踪仪坐标系下的方向向量s3003、将n
′
world
、o
′
world
和a
′
world
三个向量施密特单位正交化得到严格垂直且单位化的方向向量及s3004、计算得到世界坐标系相对于激光跟踪仪坐标系的位姿关系为：4.根据权利要求3所述的一种倾斜安装的冗余双臂机器人基坐标系标定方法，其特征在于，所述s3001中，求解方向向量n
′
world
的步骤如下：将激光跟踪仪记录的数据建立成如下矩阵a：对矩阵a作奇异值分解：au∑v
t
其中，u的列为aa
t
的特征向量，v的列为a
t
a的特征向量，aa
t
和a
t
a特征值相同，特征值设为λ1，λ2，...，λ
r
，其中r表示矩阵a的秩；∑中的对角元素其中∑中对角元素按降序排列，∑中的其他元素为0；则：则：5.根据权利要求3所述的一种倾斜安装的冗余双臂机器人基坐标系标定方法，其特征在于，所述s3003步骤如下：α＝(α1，α2，α3)
t
＝n
′
worldworld
6.根据权利要求1所述的一种倾斜安装的冗余双臂机器人基坐标系标定方法，其特征在于，所述s50包含以下步骤：s5001、将激光跟踪仪记录的三组及通过奇异值分解计算得到靶球坐标系x轴、y轴及z轴在激光跟踪仪坐标系下的方向向量到靶球坐标系x轴、y轴及z轴在激光跟踪仪坐标系下的方向向量及s5002、将n
′
ball
、o
′
ball
和a
′
ball
三个向量施密特单位正交化得到严格垂直且单位化的方向向量及及s5003、计算得到靶球坐标系相对于激光跟踪仪坐标系的位姿关系为：7.根据权利要求1所述的一种倾斜安装的冗余双臂机器人基坐标系标定方法，其特征在于，所述s60中，靶球座及靶球的中心轴线与机器人末端坐标系的z轴重合，且其在机器人末端坐标系的z轴方向的垂直距离为h，得到靶球坐标系相对于机器人末端坐标系的位姿关系为：8.根据权利要求1所述的一种倾斜安装的冗余双臂机器人基坐标系标定方法，其特征在于，所述s70中，左臂基坐标系相对于世界坐标系的位姿关系为：
9.根据权利要求1所述的一种倾斜安装的冗余双臂机器人基坐标系标定方法，其特征在于，所述s80中，得到右臂基坐标系相对于世界坐标系的位姿关系为最后根据左、右臂基坐标系相对于世界坐标系的位姿关系得到冗余双臂机器人基坐标系的相对位姿关系为：
技术总结
本发明公开了一种倾斜安装的冗余双臂机器人基坐标系标定方法，首先建立一个世界坐标系，使用精度较高的激光跟踪仪测量系统确定世界坐标系在激光跟踪仪坐标系下的齐次变换矩阵；然后控制机器人和激光跟踪仪采集数据，通过坐标变换求取每个机器人基坐标系在世界坐标系下的齐次变换矩阵；最后求得冗余双臂机器人基坐标系的相对位姿关系及每个单臂机器人基坐标系与世界坐标系的相对位姿关系，实现倾斜安装的冗余双臂机器人基坐标系与世界坐标系的统一，从而完成冗余双臂机器人基坐标系的标定。本发明的标定方法操作简单，标定效率高，适用于倾斜安装的srs构型的双机器人基坐标系标定，同时激光跟踪仪的精度高，所求的标定数据精度高。据精度高。据精度高。
技术研发人员：段晋军 姜锦程 郭安 崔坤坤 孙伟栋 宾一鸣 张思文
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2023.07.28
技术公布日：2023/10/10