[发明专利]一种机器人的空间坐标系转换关系的确定方法和装置

说明书

本发明实施例提供了一种机器人空间坐标系转换关系的确定方法和装置，该方法包括以下步骤：根据机械臂末端上的一个定位点在传感器感应范围内移动的曲线轨迹，得到该定位点在机械臂坐标系中的第一曲线轨迹和定位点在传感器坐标系中的第二曲线轨迹；根据第一曲线轨迹和第二曲线轨迹的匹配结果，确定机械臂坐标系和传感器坐标系的转换关系。本申请实施例最少仅需要一个定位点，就能确定机械臂坐标系和传感器坐标系的转换关系，在减少了机械臂末端的尺寸和重量，降低了机械臂的负载和对传感器识别能力的要求的同时，避免了已有技术在机械臂末端设置至少三个定位点导致的确定空间关系过程中产生较大误差的问题。

技术领域

本发明实施例涉及人工智能领域，尤其涉及一种机器人的空间坐标系转换关系的确定方法和装置。

背景技术

定位导航是实现机器人智能化的重要前提之一，是赋予机器人感知能力和行动能力的关键因素，具备定位导航技术的机器人能够对周围环境进行分析、判断和选择，进而规划路径，移动到目标操作位置完成工作任务。

在机器人定位导航的过程中，一般会涉及到空间位置关系的转换，即需要在目标空间位置和机器人空间位置之间建立空间关系。建立空间关系后，机器人通过移动到达由空间关系确定的目标所在位置，从而完成后续的工作。因此，根据所建立空间关系确定的目标所在位置的精准度对于机器人的定位导航技术起着非常重要的作用，影响到机器人完成工作任务的工作质量。

使用传感器作为中间介质来建立目标空间位置和机器人空间位置之间的空间关系是比较常见的，比如已有技术中，常用摄像头作为中间介质来建立机器人和目标之间的空间关系。在建立机器人和目标的空间关系过程中，建立机器人和摄像头之间的空间关系是一个重要步骤。目前在建立机器人和摄像头空间关系的过程中采用的是三点法，即在机器人的机械臂末端设置三个固定且不共线的定位点，通过摄像头得到这三个定位点的图像，从而确定这三个定位点在摄像头坐标系中的坐标，同时由于这三个定位点是设置在机器人的机械臂末端上的，因此这三个定位点在机械臂坐标系(或称为机器人坐标系)中的坐标也可以确定，如此，就可以通过这三个定位点确定机械臂坐标系和摄像头坐标系之间的空间转换关系。

对于上述方案，由于传感器不能移动，加之机械臂末端因为负载重量、运动路径、作业环境等限制因素，机械臂末端的体积往往不会设计的很大，这些因素使得上述三个定位点之间的位置距离较近，一方面，传感器的识别精度有限，造成传感器识别困难甚至无法识别，若使用精度非常高的传感器又会增加设备成本；另一方面，定位点在机械臂末端上的装配位置误差等也会带入到空间关系的建立过程中，而建立空间关系时利用到机械臂末端上定位点的数量越多，带来的误差也会越大。仅这两个方面就能够给后续建立的空间关系带来较大的误差，从而影响到机器人的定位精度及完成工作任务的质量。

发明内容

本申请实施例解决的技术问题之一在于提供一种机器人的空间坐标系转换关系的确定方法，该方法根据机器人的机械臂末端上的定位点，利用传感器感应该定位点通过机械臂的移动在传感器坐标系中产生的曲线轨迹，将感应到的该曲线轨迹和该定位点通过机械臂的移动在机械臂坐标系中产生的曲线轨迹进行匹配，进而确定机械臂坐标系和传感器坐标系的转换关系，该方法能很好地控制确定两个坐标系转换关系的过程中产生的误差，进而提高了确定两个坐标系转换关系的精度。

一方面，本发明实施例提供了一种机器人空间坐标系转换关系的确定方法，包括根据机械臂末端上的一个定位点在传感器感应范围内移动的曲线轨迹，得到所述定位点在机械臂坐标系中的第一曲线轨迹和定位点在传感器坐标系中的第二曲线轨迹；根据所述第一曲线轨迹和所述第二曲线轨迹的匹配结果，确定所述机械臂坐标系和所述传感器坐标系的转换关系。

可选地，所述曲线轨迹的曲率的绝对值大于0。

可选地，曲线轨迹为螺旋形曲线轨迹。

可选地，所述螺旋形曲线轨迹为圆柱螺旋形曲线轨迹。

可选地，目标对象位于所述圆柱螺旋形曲线轨迹所围成的圆柱体内。