[发明专利]机械臂法兰物理原点的标定方法、装置及电子设备

说明书

本发明提供一种机械臂法兰物理原点的标定方法、装置及电子设备，该方法包括：将机械臂的末端工具和NDI标定架进行刚性绑定以获得刚性绑定体；其中，所述NDI标定架具有多个端点，各个所述端点均与标定参考点具有预设的相对位置关系；确定NDI坐标系与末端工具坐标系之间的坐标变换关系；控制刚性绑定体以机械臂法兰物理原点为原点自动旋转，并获得NDI坐标系下包含所述标定参考点的若干个位置坐标的标定参考点集；根据所述标定参考点集中所述标定参考点的若干个位置坐标，确定机械臂法兰物理原点在NDI坐标系下的位置坐标；基于坐标变换关系，获得机械臂法兰物理原点在末端工具坐标系下的位置坐标。该方法标定精度高。

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，具体涉及一种机械臂法兰物理原点的标定方法、装置及电子设备。

背景技术

机械臂是一种模仿人类手臂功能并可以完成多种作业动作的自动控制设备，其已经广泛地应用于各个技术领域。机械臂通常有多个关节连接，并且其能够在平面或三维空间进行运动，来实现各种动作。在机械臂自动工作过程中，所有加工件位置信息等均与机械臂本身的坐标系有关。但是，由于长期工作过程中，工件变形或误操作，容易导致机械臂的坐标系与实际工件位置产生偏差，最终会导致所有目标位置也出现偏差。因此，对于机械臂应用过程中，需要准确标定机械臂的坐标或坐标系。

现有技术中，通常使用四点法对机械臂工具中心点TCP进行标定，具体地，在机械臂工作空间内选取一个固定位置点，通过控制和改变机械臂的姿态，使机械臂的TCP与该选定好的固定位置点重合，重复执行4次，获得机械臂的TCP与该选定好的固定位置点重合时的四个TCP点，再以四个TCP点在世界坐标系中坐标相等为条件建立方程组并求解，最后获得当前TCP与该固定位置点的相应位置，作为标定后的TCP点，从而实现对机械臂工具坐标系的标定。此方法虽然能一定程度上标定出机械臂的工具坐标系，但是其选择固定位置点以及控制机械臂姿态等均需要人工手动操作，且对齐精度和复杂度要求较高，易出现错误，而且其对于四个TCP点联立方程组求解的数学运算较为复杂且运算量大，标定精度差、标定效率低。

发明内容

本发明提供一种机械臂法兰物理原点的标定方法、装置及电子设备，用以克服现有技术中需人工手动操作、标定精度差、标定效率低等缺陷，提升标定精度。

本发明提供一种机械臂法兰物理原点的标定方法，包括：

将机械臂的末端工具和NDI标定架进行刚性绑定以获得刚性绑定体；其中，所述NDI标定架具有多个端点，各个所述端点均与标定参考点具有预设的相对位置关系；

根据所述刚性绑定体确定NDI坐标系与末端工具坐标系之间的坐标变换关系；

控制所述刚性绑定体以机械臂法兰物理原点为原点自动旋转，并在旋转过程中获得NDI坐标系下包含所述标定参考点的若干个位置坐标的标定参考点集；

根据所述标定参考点集中所述标定参考点的若干个位置坐标，确定所述机械臂法兰物理原点在NDI坐标系下的位置坐标；

基于所述坐标变换关系，获得所述机械臂法兰物理原点在所述末端工具坐标系下的位置坐标。

根据本发明提供的机械臂法兰物理原点的标定方法，在旋转过程中获得NDI坐标系下包含所述标定参考点的若干个位置坐标的标定参考点集，包括：

在旋转过程中，记录NDI坐标系下各个所述端点的运动轨迹；

根据各个所述端点的运动轨迹和所述相对位置关系，确定所述标定参考点的若干个位置坐标，形成NDI坐标系下的包含所述标定参考点的若干个位置坐标的标定参考点集。

根据本发明提供的机械臂法兰物理原点的标定方法，根据所述标定参考点集中所述标定参考点的若干个位置坐标，确定所述机械臂法兰物理原点在NDI坐标系下的位置坐标，包括：