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专利号: 2021113540008
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.用于机器人自标定的激光光线间距测量方法,其特征是,该方法包括以下步骤:步骤1、获取激光光线在各个PSD上投影光斑的坐标;

设PSD1坐标系为{O1},PSD2坐标系为{O2},PSD3坐标系为{O3},PSD4坐标系为{O4},{O1}、{O2}、{O3}、{O4}刚性固接在一起;系{O2}相对于系{O1}的位姿转换矩阵为 系{O3}相对于系{O1}的位姿转换矩阵为 系{O4}相对于系{O1}的位姿转换矩阵为是已知的;使激光光线LO1经由PSD1中心区域反射至PSD2中心区域,此时入射到系{O1}下的光斑坐标为P1(x1,y1,0),反射到系{O2}下光斑坐标为P2(x2,y2,0);使激光光线LO3经由PSD3中心区域反射至PSD4中心区域,此时入射到系{O3}下光斑坐标为P3(x3,y3,0),反射到系{O4}下光斑坐标为P4(x4,y4,0);

步骤2、转换各激光光斑坐标到系{O1}下;

利用公式(1)求解P2在系{O1}下的坐标P21(x21,y21,z21);

利用公式(2)求解P3在系{O1}下的坐标P31(x31,y31,z31);

利用公式(3)求解P4在系{O1}下的坐标P41(x41,y41,z41);

步骤3、获得入射光线所在直线LO1在系{O1}下的方程;

设P2关于系{O1}中XOY平面的对称点坐标为P′21(x′21,y′21,z′21),P1与P′21在LO1上;系{O1}中XOY平面在系{O1}下的单位法向量为 则P2与P′21所在直线方向向量与 平行,即:

向量 与 在 投影和为0,即:

(x21,y21,z21)·(l1,m1,n1)+(x′21,y′21,z′21)·(l1,m1,n1)=0    (5)联立(4)、(5)式得式(6),即得P′21(x′21,y′21,z′21);

利用(7)式求解LO1单位方向向量

联立(6)、(7)式,得LO1在系{O1}下方程公式(8);

步骤4、获得入射光线所在直线LO3在系{O1}下的方程:设P4关于系{O3}中XOY平面的对称点在系{O1}下坐标为P′41(x′41,y′41,z′41),P3与P′41在LO3上;利用式(9)求解系{O3}中XOY平面在系{O1}下的单位法向量则P41与P′41所在直线方向向量与 平行,即:与 在 投影和为0,即:

(x′41,y′41,z′41)·(l31,m31,n31)+(x41,y41,z41)·(l31,m31,n31)=0    (11)联立(10)、(11)式得式(12),即得P′41(x′41,y′41,z′41);

利用(13)式求解LO3单位方向向量联立(12)、(13)式,得LO3所在直线在系{O1}下方程式(14);

步骤5、在系{O1}下求解LO1与LO3间距;

利用公式(15)得LO1与LO3公垂线方向向量(l31,m31,n31)联立(10)、(14)及(15)式,求解 在LO1与LO3公垂线上投影模长,即LO1与LO3在系{O1}下间距d

式(16)即在系{O1}下LO1与LO3间距。