[发明专利]用于末端执行器的定向系统和坐标系变换方法

权利要求书

1.一种确定从机器的末端执行器(104)的末端执行器坐标系到工件(100)的坐标系的坐标系变换的方法，所述方法包括：

利用相应反射元件识别所述工件上的点中的每一个，其中所述反射元件是在被照射时提供漫射的高反射率、高对比度图像的反射器，或者是由吸收环包围的反射涂料点，所述吸收环吸收与所述涂料点相邻的大多数入射光；

使用安装在相机(172)附近的光束源、利用偏振光照亮所述相应反射元件，所述相机(172)安装在所述末端执行器上，其中所述光束源投影光束，所述光束通过分束器与所述相机(172)的视线对准，所述视线形成在所述相机(172)的透镜与所述相机(172)中的成像器(176)之间；

在联接到所述末端执行器的所述相机(172)的所述成像器(176)处接收包括接收自所识别的点的反射光的光束(192)；

识别在所述成像器处接收自所述所识别的点中的每一个的所述反射光的相应质心(198)；

确定每个相应质心距接收自所述所识别的点中的所述每一个的所述光的所述相应质心的预测位置(194)的偏移；以及

使用所述偏移，确定所述工件的所述坐标系相对于所述末端执行器坐标系的旋转和平移的所述坐标系变换。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述相机(172)的所述成像器(176)处接收包括接收自所述所识别的点的所述光的所述光束(192)进一步包括在所述成像器的焦平面(178)处接收所述光束，其中所述方法进一步包括：

围绕所述成像器的所述焦平面的质心(198)旋转所述末端执行器(104)，以接收来自所述工件(100)上的所述所识别的点中的每一个的所述光束。

3.根据权利要求1所述的方法，其中识别所述工件(100)上的所述点包括将有源光源(125)附接到所述工件上的每一个相应点。

4.一种用于相对于工件(100)定向机器人臂(102)的末端执行器(104)的系统，所述系统包括：

相机(172)，其附接到所述末端执行器，所述相机具有在所述相机的透镜(174)和所述相机中的成像器(176)之间形成的视线；

光束源(166)，其附接到所述末端执行器(104)，所述光束源将光束(186)投影到所述工件(100)上的多个位置中的每一个；

分束器(180)，其将来自所述光束源的所述光束与所述相机(172)的所述视线对准；

在所述工件(100)上的所述多个位置中的每一个位置处的漫反射器，其中所述漫反射器是反射器或反射涂料点(130-138)中的一个，其中所述反射器被设计为在被照射时提供漫射的高反射率、高对比度图像，所述反射涂料点(130-138)由吸收环包围，所述吸收环适于吸收与所述涂料点相邻的大多数入射光；以及

控制器(199)，其基于来自所述多个位置中的每一个的所述成像器上的所述光束的相应质心(198)，使用接收自所述工件上的多个位置的反射光束(188)来计算从末端执行器坐标系到工件坐标系的变换。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述光束源(166)包括光束扩展器(168)，所述光束扩展器(168)将所述光束(186)的直径增大到所述多个位置处的目标(120)的尺寸加上初始位置容差。