[发明专利]用于获取机械手的末端执行器的位置和定位的装置

权利要求书

1.一种用于获取机械手(14)的末端执行器(12)的位置和定位的装置，该机械手具有机械臂(22)，该机械臂具有通过多个铰接关节(36，38，40，42，44，46)彼此联接的多条运动轴线(24，26，28，30，32，34)，其中该末端执行器(12)布置在该机械臂(22)的第一端上，其中第一光学标记(60)布置在这些多条运动轴线(24，26，28，30，32，34)中的第一运动轴线(24)上，其中第二光学标记(62)布置在这些多条运动轴线(24，26，28，30，32，34)中的第二运动轴线(26)上，并且其中与在该末端执行器(12)与该第二运动轴线(26)之间相比，在该末端执行器(12)与该第一运动轴线(24)之间布置了数量较少的铰接关节(36，38，40，42，44，46)，其中该装置(10)具有：

-光学传感器(16)，该光学传感器被配置为获取该第一光学标记和/或该第二光学标记(60，62)的图像数据；

-存储单元(18)，该存储单元被配置为存储该机械臂(22)的运动学模型；以及

-评估单元(20)，该评估单元被配置为：基于该图像数据来确定该第一光学标记和该第二光学标记对于该光学传感器是否可见，如果基于该图像数据确定该第一光学标记(60)对于该光学传感器(16)可见，基于该图像数据来确定该第一光学标记(60)的第一位置，并且基于该第一位置来确定该末端执行器(12)的位置和定位，并且如果基于该图像数据确定该第一光学标记(60)对于该光学传感器(16)不可见、但该第二光学标记(62)对于该光学传感器(16)可见，基于该图像数据来确定该第二光学标记(62)的第二位置，基于该运动学模型来确定该末端执行器(12)相对于该第二位置的相对位置和相对定位，并且基于该第二位置并基于该末端执行器相对于该第二位置的所确定的相对位置和相对定位来确定该末端执行器(12)的位置和定位。

2.根据权利要求1所述的装置，其中该光学传感器(16)被配置为获取布置在这些多条运动轴线(24，26，28，30，32，34)中的第三运动轴线(28)上的第三光学标记(64)的图像数据，其中与在该末端执行器(12)与该第三运动轴线(28)之间相比，在该末端执行器(12)与该第二运动轴线(26)之间布置了数量较少的铰接关节(36，38，40，42，44，46)，并且其中该评估单元(20)被配置为在该第一光学标记和该第二光学标记(60，62)对于该光学传感器(16)均不可见、但该第三光学标记(64)对于该光学传感器(16)可见的第三情况下，基于该图像数据来确定该第三光学标记(64)的第三位置，并且基于该第三位置并基于该运动学模型来确定该末端执行器(12)的位置和定位。

3.根据权利要求1所述的装置，其中该评估单元(20)被配置为：在该第一光学标记对于该光学传感器可见的第一情况下，基于该图像数据来确定该第一光学标记(60)的第一位置并基于该运动学模型来确定该第一光学标记(60)的第四位置，并且基于该第一位置与该第四位置的比较来校准该运动学模型。

4.根据权利要求1所述的装置，其中该评估单元(20)被配置为：在该第一光学标记对于该光学传感器不可见、但该第二光学标记对于该光学传感器可见的第二情况下，基于该图像数据来确定该第二光学标记(62)的第二位置并基于该运动学模型来确定该第二光学标记(62)的第五位置，并且基于该第二位置与该第五位置的比较来校准该运动学模型。

5.根据权利要求1所述的装置，其中该光学传感器(16)具有多个相机(17，17’)。

6.根据权利要求1所述的装置，其中该评估单元(20)还被配置为从控制单元(78)接收控制命令以便控制该机械臂(22)，并且在该第一光学标记对于该光学传感器不可见、但该第二光学标记对于该光学传感器可见的第二情况下基于该第二位置、基于该运动学模型并基于这些控制命令来确定该末端执行器(12)的位置和定位。

7.一种位置获取系统(100)，该位置获取系统具有根据权利要求1至6中任一项所述的装置(10)、以及该机械手(14)。