[发明专利]机械臂模型位姿计算方法、装置、电子设备和存储介质

说明书

本申请涉及一种机械臂模型位姿计算方法、装置、电子设备和存储介质，其中，该方法包括：获取机械臂的末端TCP位姿；基于所述末端TCP位姿、机械臂的理论DH参数和标定DH参数，确定机械臂模型的位姿。通过本申请，在保证机械臂末端法兰位姿与真实机械臂一致的同时，机械臂中间各连杆不发生位置偏移，使机械臂模型在路径规划的碰撞检测和场景的3D渲染中更加准确。

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，特别是涉及一种机械臂模型位姿计算方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术

通常在做机械臂路径规划的时候需要建立对应的场景模型，而建立的场景模型与真实场景之间的精度误差会影响到机械臂路径规划算法输出的结果。通常我们规划机械臂输出路径时需要满足机械臂在沿着当前路径运动时不与环境发生碰撞，这就要求所建立的机械臂碰撞检测模型必须与真实场景中的机械臂一致。此时需要结合理论DH参数来纠正机械臂各连杆模型的位姿偏移，或者如果标定DH参数与理论DH参数差别不大时也可使用实际的DH参数计算机器人模型各连杆的位姿。

然而，由于机械臂的绝对定位精度误差的引入，使用理论DH参数建立的机械臂碰撞检测模型与真实场景中的机械臂末端法兰位姿存在一定差异，末端法兰精度低。而基于实际标定的DH参数建立的机械臂碰撞检测模型只能保证机械臂末端法兰的位姿精度，标定的DH参数与理论DH参数之间的DH误差补偿参数比较大，使得中间连杆模型因为关节坐标系发生偏移而散架。

发明内容

本申请实施例提供了一种机械臂模型位姿计算方法、装置、电子设备和存储介质，以至少解决相关技术中无法实现在保证末端法兰精度的同时各连杆不发生位姿偏移的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种机械臂模型位姿计算方法，包括：

获取机械臂的末端TCP位姿；

基于所述末端TCP位姿、机械臂的理论DH参数和标定DH参数，确定机械臂模型的位姿。

在其中一些实施例中，基于所述末端TCP位姿、机械臂的理论DH参数和标定DH参数，确定机械臂模型的位姿包括：

基于所述末端TCP位姿和理论DH参数进行封闭逆解计算，获得机械臂各连杆的理论关节构型；

根据所述各连杆的理论关节构型、所述标定DH参数和所述末端TCP位姿获得机械臂模型的位姿。

在其中一些实施例中，获取机械臂末端TCP位姿包括：

基于关节构型数据，利用标定DH参数计算获得机械臂的末端TCP位姿。

在其中一些实施例中，基于所述末端TCP位姿和理论DH参数进行封闭逆解计算，获得机械臂各连杆的理论关节构型包括：

基于机械臂的理论DH参数，建立正向运动学模型；

根据所述正向运动学模型，确定机械臂各连杆在模型导出参考坐标系与基座坐标系之间的位姿变换方程；

根据所述末端TCP位姿和所述位姿变换方程，计算机械臂各连杆的理论关节构型。

在其中一些实施例中，根据所述正向运动学模型，确定机械臂各连杆在模型导出参考坐标系与基座坐标系之间的位姿变换方程包括：

根据正向运动学模型计算各连杆局部坐标系相对于基座坐标系的第一位姿变换矩阵；

获取模型导出参考坐标系相对于各连杆局部坐标系的第二位姿变换矩阵；

基于所述第一位姿变换矩阵和所述第二位姿变换矩阵，建立机械臂各连杆在模型导出参考坐标系与基座坐标系之间的位姿变换方程。

在其中一些实施例中，根据所述各连杆的理论关节构型、所述标定DH参数和所述末端TCP位姿获得机械臂模型的位姿，包括：