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龙图腾网获悉国网冀北电力有限公司唐山供电公司;国家电网有限公司申请的专利一种基于ArUco码的电力二次设备机械臂定位方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116852352B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310704321.9，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权一种基于ArUco码的电力二次设备机械臂定位方法是由王伟;袁继军;李征;张剑飞;陈学伟;王赛;李柄君;赵燕;田新成;杜鹏;白杰;张彦雷;杨鸿宏;张娟;马仁杰;彭玉松;李佳斌设计研发完成，并于2023-06-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于ArUco码的电力二次设备机械臂定位方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于ArUco码的电力二次设备机械臂定位方法，属于机械臂控制技术领域。技术方案是：将深度相机安装于机械臂末端，与机械臂的夹爪保持平行，通过识别ArUco码不断调整相机位姿，保证相机坐标系Z轴与目标坐标系Z轴平行，根据手眼标定获得目标在机械臂基坐标系下的三维坐标，通过逆运动学求解得到RML63人形协作机械臂六个关节角，最终通过ROS机器人操作系统控制机械臂运动完成目标抓取任务。本发明的有益效果是：在较低的使用成本情况下可以最大限度减少外部环境因素对视觉定位效果的影响，定位准确度高，可以实现机械臂对电力设备柜门把手目标的实时识别与抓取，能够满足当前电力巡检机器人自主作业的需求。

本发明授权一种基于ArUco码的电力二次设备机械臂定位方法在权利要求书中公布了：1.一种基于ArUco码的电力二次设备机械臂定位方法，其特征在于包含如下步骤：将深度相机安装于机械臂末端，与机械臂的夹爪保持平行，通过识别ArUco码不断调整相机位姿，保证相机坐标系Z轴与目标坐标系Z轴平行，根据手眼标定获得目标在机械臂基坐标系下的三维坐标，通过逆运动学求解得到RML63人形协作机械臂六个关节角，最终通过ROS机器人操作系统控制机械臂运动完成目标抓取任务； 具体步骤如下： ①通过相机来对ArUco码进行姿态估计,建立ArUco码图像坐标系和相机坐标系的坐标转换关系； ②利用基于对偶四元数的手眼标定模型，测算出RML63人形协作机械臂坐标系与RealSenseD455深度相机坐标系间的相对位姿关系，从而确定待抓取物体在机器人坐标系下的三维空间坐标值，然后通过机器人运动学方程，采用RRT-Connect轨迹规划算法进行规划，确定行程轨迹实现机械臂自主作业； 机械臂手眼关系矩阵X以及机械臂基坐标系与世界坐标系方位关系Y可以表示为矩阵方程 1 其中，A表示世界坐标系到不同姿态的摄像机坐标系的位姿变换矩阵，B表示为不同姿态的机械臂工具坐标系到机械臂基坐标系的位姿变换矩阵，令RA,RX,RY,RB分别表示A、X、Y、B4×4的位姿变换矩阵中的旋转部分，tA,tX,tY,tB分别表示A、X、Y、B4×4变换矩阵中的平移部分，则齐次矩阵方程1可以表示为： 2 将上式解耦展开成旋转和平移分开的形式为： 3 4 将上式用对偶四元数参数化法表示，用向量a、b分别表示两个连续有限运动的四元数，则由四元数矩阵乘法交换性可得，此时可以运用LM最小二乘方法求解对应的旋转矩阵和平移向量，确定机器人坐标系与世界坐标系之间的变换矩阵Y，从而确定ArUco码在机械臂坐标系的三维空间坐标值； 5 其中，Wa′,b′表示由对偶四元数中的对偶部分a′，b′所组成的4×8的矩阵，qx,y可以由奇异值分解解出，就是3×3平移向量tX，tY所对应的对偶四元数中的对偶部分，经nn≥3次测量得到Vai，bi和Wai′,bi′，建立4n×8阶矩阵L′=[Wa1′，b1′,Wa2′，b2′,…,Wan′，bn′]和L，将上式转化为齐次方程组： 6 再利用对偶四元数的单位行和正交性限制条件，方程组6可以表示为带有约束条件的最优化问题： 7 其中，||•||表示矩阵F-范数，利用拉格朗日乘法和非线性优化算法，式7中多元函数最优化问题可以很好收敛到极值；待抓取目标与ArUco码同处在一个平面，以ArUco码的中心点作为世界坐标系，待抓取目标的基点作为物体坐标系，将待抓取目标坐标系的轴线与世界坐标系的轴线依次平行，同时对目标物体的旋转矩阵进行约束，再通过7式确定ArUco码所在世界坐标系与机械臂基坐标系的坐标变换关系，最终可通过世界坐标系与目标坐标系之间平移矩阵求出待抓取目标在机械臂下的位姿信息。

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