[發(fā)明專利]一種獲取機(jī)器人TCP坐標(biāo)的方法和裝置

有效

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• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN109909999B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宮明波;劉達(dá)
• 申請（專利權(quán)）人: 北京柏惠維康科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京合智同創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11545
• 代理人: 李杰

本申請實施例提供了一種獲取機(jī)器人TCP坐標(biāo)的方法，包括以下步驟：標(biāo)記機(jī)械臂末端的工具上能夠被傳感器識別的一個點為TCP，并由TCP的理論坐標(biāo)得到k個調(diào)整坐標(biāo)；利用所標(biāo)記的點在機(jī)械臂坐標(biāo)系中的坐標(biāo)以及在傳感器坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，建立機(jī)械臂坐標(biāo)系和傳感器坐標(biāo)系之間的k個坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系；根據(jù)所標(biāo)記的點在傳感器識別范圍內(nèi)的m個位置，得到每個坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系在m個位置的轉(zhuǎn)換誤差中的最大轉(zhuǎn)換誤差和/或每個坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系在m個位置的轉(zhuǎn)換誤差的平均誤差；將得到的k個最大轉(zhuǎn)換誤差中的最小值和/或k個平均誤差中的最小值對應(yīng)的調(diào)整坐標(biāo)設(shè)置為TCP的實際坐標(biāo)。該方法縮小了機(jī)器人執(zhí)行工作任務(wù)的過程中產(chǎn)生誤差的范圍，提高了機(jī)器人的工作精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實施例涉及人工智能領(lǐng)域，尤其涉及一種獲取機(jī)器人TCP坐標(biāo)的方法和裝置。

背景技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。對于高精度加工領(lǐng)域和手術(shù)領(lǐng)域這兩個應(yīng)用領(lǐng)域中的機(jī)器人來說，其需要完成的工作任務(wù)對精度有很高的要求。

一般來說，高精度加工機(jī)器人和手術(shù)機(jī)器人在執(zhí)行工作任務(wù)時，均需要在其自身機(jī)械臂上加裝工具才能完成相關(guān)工作。由于機(jī)械臂末端坐標(biāo)系與機(jī)械臂坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系可以通過DH參數(shù)計算得出，其中的誤差很小，那么，如何準(zhǔn)確得到工具自身坐標(biāo)系原點(Tool Center Point，TCP)在機(jī)械臂末端坐標(biāo)系中的坐標(biāo)是影響其工作精度的關(guān)鍵因素。目前，TCP在機(jī)械臂末端坐標(biāo)系中的坐標(biāo)可以通過機(jī)械臂末端坐標(biāo)系結(jié)合工具自身的理論尺寸計算或測量得到，其稱作TCP的理論坐標(biāo)。也就是說，當(dāng)工具裝配到機(jī)械臂末端后，只能利用TCP的理論坐標(biāo)來執(zhí)行工作任務(wù)。

但是在根據(jù)設(shè)計圖紙對工具進(jìn)行加工的過程中一般會產(chǎn)生尺寸誤差，將工具裝配到機(jī)械臂末端的過程中可能會產(chǎn)生裝配誤差，工具受環(huán)境的影響也可能產(chǎn)生形變誤差，測量過程中也可能產(chǎn)生測量誤差等，這些誤差均會使TCP在機(jī)械臂末端坐標(biāo)系中的實際坐標(biāo)與TCP的理論坐標(biāo)產(chǎn)生偏差，若以TCP的理論坐標(biāo)對TCP進(jìn)行標(biāo)定，那么必然造成所標(biāo)定的TCP的位置和實際的TCP位置之間產(chǎn)生誤差，從而影響機(jī)器人的工作精度。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實施例解決的技術(shù)問題之一在于提供一種獲取機(jī)器人TCP坐標(biāo)的方法和裝置，在測量或計算TCP在機(jī)械臂末端坐標(biāo)系中的坐標(biāo)時，對TCP的理論坐標(biāo)進(jìn)行多次調(diào)整，并將產(chǎn)生最小轉(zhuǎn)換誤差或者產(chǎn)生的誤差波動最穩(wěn)定的調(diào)整坐標(biāo)作為TCP的實際坐標(biāo)，縮小了機(jī)器人在執(zhí)行工作任務(wù)過程中產(chǎn)生誤差的范圍，進(jìn)而提高了機(jī)器人的工作精度。

第一方面，本申請實施例提供了一種獲取機(jī)器人TCP坐標(biāo)的方法，包括：

標(biāo)記機(jī)械臂末端的工具上能夠被傳感器識別的一個點為TCP，并由TCP的理論坐標(biāo)得到k個調(diào)整坐標(biāo)TCP_k；其中k為整數(shù)且k≧1；

根據(jù)k個調(diào)整坐標(biāo)TCP_k和機(jī)械臂末端坐標(biāo)系與機(jī)械臂坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，以及所標(biāo)記的點在傳感器坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，建立機(jī)械臂坐標(biāo)系和傳感器坐標(biāo)系之間的k個坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系

根據(jù)所標(biāo)記的點在傳感器識別范圍內(nèi)的m個位置，得到每個坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系在所述m個位置的轉(zhuǎn)換誤差中的最大轉(zhuǎn)換誤差和/或每個坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系在所述m個位置的轉(zhuǎn)換誤差的平均誤差；其中m為整數(shù)且m≧1；

將k個最大轉(zhuǎn)換誤差中的最小值和/或k個平均誤差中的最小值對應(yīng)的調(diào)整坐標(biāo)TCP_k設(shè)置為TCP的實際坐標(biāo)。

可選地，根據(jù)k個調(diào)整坐標(biāo)TCP_k和機(jī)械臂末端坐標(biāo)系與機(jī)械臂坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，以及所標(biāo)記的點在傳感器坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，建立機(jī)械臂坐標(biāo)系和傳感器坐標(biāo)系之間的k個坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系的步驟包括：