用于机器人自标定的激光光线间距测量方法与流程

技术特征：
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p
21
(x
21
,y
21
,z
21
)；利用公式(2)求解p3在系{o1}下的坐标p
31
(x
31
,y
31
,z
31
)；利用公式(3)求解p4在系{o1}下的坐标p
41
(x
41
,y
41
,z
41
)；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：(x
21
,y
21
,z
21
)
·
(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}下的单位法向量则p
41
与p
′
41
所在直线方向向量与平行，即：平行，即：与在投影和为0，即：(x
′
41
,y
′
41
,z
′
41
)
·
(l
31
,m
31
,n
31
) (x
41
,y
41
,z
41
)
·
(l
31
,m
31
,n
31
)＝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(l
31
,m
31
,n
31
)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。

技术总结
用于机器人自标定的激光光线间距测量方法，涉及机器人标定技术领域，具体涉及面向机器人自标定的机器人闭环运动链建立方法，为了解决现有技术中激光光斑坐标测量方法存在的效率低问题，提出了一种用于机器人自标定的激光光线间距测量方法，采用4个PSD作为激光光线约束，使激光光斑对准PSD中心区域，完成激光光线间距测量。用于机器人自标定的激光光线间距测量方法，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；步骤2、转换各激光光斑坐标到系{O1}下；步骤3、获得入射光线所在直线LO1在系{O1}下的方程；步骤4、获得入射光线所在直线LO3在系{O1}下的方程；步骤5、在系{O1}下求解LO1与LO3间距。间距。间距。


技术研发人员：苏成志 姜丰 包海峰 王浪
受保护的技术使用者：长春理工大学
技术研发日：2021.11.12
技术公布日：2022/3/18