1.一种基于RTK定位的机械臂引导方法,其特征在于:在基于RTK定位的机械臂系统中,基于RTK定位的机械臂系统包括机械臂承载平台、工业机械臂、RTK基准站和RTK移动站;
RTK移动站在接收卫星观测值的同时接收到RTK基站的信息,进行RTK定位解算,得到RTK高精度定位的经纬度和高程信息,将经纬度和高程信息转换到大地坐标系下得到RTK移动站在大地坐标系下的X,Y,Z值;纬度φr,经度λr,高程h转换到大地坐标系下的三维信息X,Y,Z公式如下:2
e=f(2‑f)
X=(v+h)cosφrcosλr
Y=(v+h)cosφrsinλr
2
Z=v(1‑e)sinφr
式中a为地球参考椭球长度,f为接地参考椭球的展平;在WGS‑84坐标系下a=
6378137.0(m),f=1.0/298.257223563;
通过RTK移动站在RTK移动站第一监测点(4)和RTK移动站第二监测点(5)在大地坐标系下的差值ΔX,ΔY,ΔZ计算机械臂坐标系相对于大地坐标系偏转方向的欧拉角RX,RY,RZ;
确定机械臂坐标系与大地坐标系之间的关系后,最后测量RTK移动站在RTK移动站第三监测点(6)处的大地坐标系下坐标位置;由于RTK移动站在RTK移动站第一监测点(4)和RTK移动站第三监测点(6)都在大地坐标系下并且相对位置已经测得,RTK移动站在RTK移动站第一监测点(4)的测量点又与机械臂坐标原点相对位置已知,根据转换关系求解RTK移动站在RTK移动站第三监测点(6)处时在机械臂坐标系下的位置;结合RTK移动站在RTK移动站第三监测点(6)处的陀螺仪方向信息,最终获取到RTK移动站在RTK移动站第三监测点(6)时在机械臂坐标系下的位置与方向,机械臂获取目标工作点的位姿(x,y,z,qx,qy,qz,qw)就能控制机械臂末端工具精确运动到该位姿进行工作。
2.根据权利要求1所述的一种基于RTK定位的机械臂引导方法,其特征在于:根据所述RTK移动站的数量实现引导定位有三种情况:情况一:当有三个移动站时,只需将非固定移动站放置在工作点测量一次;
情况二:当有两个移动站时,需要将非固定移动站依次放置在辅助点和工作点测量两次;
情况三:当只有一个移动站时,需要将其依次放置在初始点、辅助点和工作点测量三次。
3.根据权利要求2所述的一种基于RTK定位的机械臂引导方法,其特征在于:所述情况一具体为:工作时,其中两个RTK移动站固定在机械臂平台机械臂承载平台(1)上的RTK移动站第一监测点(4)和RTK移动站第二监测点(5),这两个位置的差值ΔX,ΔY,ΔZ用于计算机械臂坐标系相对于大地坐标系偏转方向的欧拉角RX,RY,RZ;引导机械臂时只需将RTK移动站放置在目标工作点RTK移动站第三监测点(6)定位一次,利用坐标变换关系确定机械臂末端工具工作位姿。
4.根据权利要求2所述的一种基于RTK定位的机械臂引导方法,其特征在于:所述情况二具体为:工作时,一个RTK移动站固定在RTK移动站第二监测点(5),另一个RTK移动站放置在RTK移动站第一监测点(4)定位第一次,这两个位置的差值ΔX,ΔY,ΔZ用于计算机械臂坐标系相对于大地坐标系偏转方向的欧拉角RX,RY,RZ;确定目标点时将没有固定的RTK移动站放置在目标工作点RTK移动站第三监测点(6)定位第二次,利用坐标变换关系确定机械臂末端工具工作位姿。
5.根据权利要求2所述的一种基于RTK定位的机械臂引导方法,其特征在于:所述情况三具体为:工作时,第一步将移动站放置在RTK移动站第一监测点(4)定位第一次,第二步将RTK移动站放置到RTK移动站第二监测点(5)定位第二次,这两个位置的差值ΔX,ΔY,ΔZ用于计算机械臂坐标系相对于大地坐标系偏转方向的欧拉角RX,RY,RZ;第三步将RTK移动站放置到目标工作点RTK移动站第三监测点(6)定位第三次,利用坐标变换关系确定机械臂末端工具工作位姿。