[发明专利]优化的机器人标定方法及装置

摘要

本发明提供了一种优化的机器人标定方法及装置，该方法包括：根据待标定机器人的配置信息确定目标轨迹；基于校准轨迹进行坐标系校准，得到激光跟踪仪坐标系与待标定机器人坐标系的映射关系；根据标定轨迹进行标定测量，得到标定测量数据；根据映射关系和标定测量数据进行标定计算，得到标定结果。该方法能够为用户提供校准轨迹和标定轨迹，无需用户自定义设置，能够自动计算标定结果，并且能够通过该测试系统软件同时控制待标定机器人和激光跟踪仪，操作简单，降低了对用户的技术要求，提高了标定效率，缓解了现有的机器人标定方法操作复杂，对测试人员要求高，效率低下的技术问题。

主权项

1.一种优化的机器人标定方法，其特征在于，应用于测试系统软件，所述测试系统软件设置在终端设备上，所述方法包括：

根据待标定机器人的配置信息确定目标轨迹，其中，所述目标轨迹包括：校准轨迹，标定轨迹；

基于所述校准轨迹进行坐标系校准，得到激光跟踪仪坐标系与待标定机器人坐标系的映射关系；

根据所述标定轨迹进行标定测量，得到标定测量数据，其中，所述标定测量数据包括：所述待标定机器人的末端坐标，所述待标定机器人的姿态角，所述激光跟踪仪测得的靶球坐标；

根据所述映射关系和所述标定测量数据进行标定计算，得到标定结果，其中，所述标定结果至少包括：修正后的DH参数，修正后的关节角度，修正后的残差值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据待标定机器人的配置信息确定目标轨迹之前，所述方法还包括：

分别建立与待标定机器人系统，激光跟踪仪的连接关系，

其中，已预先通过手动引光的方式将所述激光跟踪仪指向固定在所述待标定机器人末端的靶球，所述待标定机器人系统包括：所述待标定机器人和机器人控制器。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据待标定机器人的配置信息确定目标轨迹包括：

获取用户选择的所述待标定机器人的配置信息，其中，所述配置信息包括：所述待标定机器人的尺寸信息，所述待标定机器人的运动空间信息；

根据所述配置信息确定目标轨迹。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述校准轨迹进行坐标系校准，得到激光跟踪仪坐标系与待标定机器人坐标系的映射关系包括：

接收用户选择的校准轨迹；

将所述校准轨迹发送至所述机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述待标定机器人按照所述校准轨迹进行移动；

接收在所述校准轨迹中所述机器人控制器返回的第一校准数据和所述激光跟踪仪测得的第二校准数据，其中，所述第一校准数据为所述待标定机器人的末端坐标，所述第二校准数据为所述激光跟踪仪测得的靶球坐标；

计算所述第一校准数据和所述第二校准数据之间的转换矩阵，其中，所述转换矩阵能够将所述第二校准数据转换为第一校准数据；

将所述转换矩阵作为所述激光跟踪仪坐标系与所述待标定机器人坐标系的映射关系。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述标定轨迹进行标定测量，得到标定测量数据包括：

获取用户选择的标定轨迹；

将所述标定轨迹发送至机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述待标定机器人按照所述标定轨迹进行移动；

实时检测所述激光跟踪仪是否追踪到所述待标定机器人末端的靶球；

如果检测得到所述激光跟踪仪追踪到所述待标定机器人末端的靶球，则接收在所述标定轨迹中所述机器人控制器返回的所述待标定机器人的末端坐标和所述待标定机器人的姿态角，以及所述激光跟踪仪测得的靶球坐标；

如果检测得到所述激光跟踪仪未追踪到所述待标定机器人末端的靶球，则控制所述激光跟踪仪指向目标位置，并接收所述机器人控制器返回的所述待标定机器人的末端坐标和所述待标定机器人的姿态角，以及所述激光跟踪仪测得的目标位置坐标，其中，所述目标位置为根据所述映射关系和所述标定轨迹计算得到的所述靶球应当在的位置。

6.一种优化的机器人标定装置，其特征在于，所述装置设置在终端设备上，所述装置包括：

确定模块，用于根据待标定机器人的配置信息确定目标轨迹，其中，所述目标轨迹包括：校准轨迹，标定轨迹；

坐标系校准模块，用于基于所述校准轨迹进行坐标系校准，得到激光跟踪仪坐标系与待标定机器人坐标系的映射关系；

标定测量模块，用于根据所述标定轨迹进行标定测量，得到标定测量数据，其中，所述标定测量数据包括：所述待标定机器人的末端坐标，所述待标定机器人的姿态角，所述激光跟踪仪测得的靶球坐标；

标定计算模块，用于根据所述映射关系和所述标定测量数据进行标定计算，得到标定结果，其中，所述标定结果至少包括：修正后的DH参数，修正后的关节角度，修正后的残差值。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

建立模块，用于分别建立与待标定机器人系统，激光跟踪仪的连接关系，

其中，已预先通过手动引光的方式将所述激光跟踪仪指向固定在所述待标定机器人末端的靶球，所述待标定机器人系统包括：所述待标定机器人和机器人控制器。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：

第一获取单元，用于获取用户选择的所述待标定机器人的配置信息，其中，所述配置信息包括：所述待标定机器人的尺寸信息，所述待标定机器人的运动空间信息；

确定单元，用于根据所述配置信息确定目标轨迹。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述坐标系校准模块包括：

第一接收单元，用于接收用户选择的校准轨迹；

第一发送单元，用于将所述校准轨迹发送至所述机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述待标定机器人按照所述校准轨迹进行移动；

第二接收单元，用于接收在所述校准轨迹中所述机器人控制器返回的第一校准数据和所述激光跟踪仪测得的第二校准数据，其中，所述第一校准数据为所述待标定机器人的末端坐标，所述第二校准数据为所述激光跟踪仪测得的靶球坐标；

计算单元，用于计算所述第一校准数据和所述第二校准数据之间的转换矩阵，其中，所述转换矩阵能够将所述第二校准数据转换为第一校准数据；

设定单元，用于将所述转换矩阵作为所述激光跟踪仪坐标系与所述待标定机器人坐标系的映射关系。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述标定测量模块包括：

第二获取单元，用于获取用户选择的标定轨迹；

第二发送单元，用于将所述标定轨迹发送至机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述待标定机器人按照所述标定轨迹进行移动；

实时检测单元，用于实时检测所述激光跟踪仪是否追踪到所述待标定机器人末端的靶球；

第三接收单元，如果检测得到所述激光跟踪仪追踪到所述待标定机器人末端的靶球，则接收在所述标定轨迹中所述机器人控制器返回的所述待标定机器人的末端坐标和所述待标定机器人的姿态角，以及所述激光跟踪仪测得的靶球坐标；

控制单元，用于如果检测得到所述激光跟踪仪未追踪到所述待标定机器人末端的靶球