[發明專利]一種實時標定機器人傳感器姿態的方法、裝置及終端設備

在審

• 申請號: 201810784870.0
• 申請日: 2018-07-17
• 公開（公告）號: CN108818538A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 黃渭;劉志龍;陳晨;楊薛鵬;王佩闖
• 申請（專利權）人: 杭州崧智智能科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J19/00;G01C21/00
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312
• 代理人: 彭海民

本發明適用于工業機器人傳感控制技術領域，提供了一種實時標定機器人傳感器姿態的方法、裝置及終端設備，其中，機器人上設置有傳感器的綁定位，傳感器設置于綁定位，實時標定機器人傳感器姿態的方法包括：建立機器人運動坐標系和傳感器坐標系；控制傳感器定向運動，獲取六維位姿數據，計算傳感器坐標系相對于機器人運動坐標系的初始姿態關系；計算綁定位相對于機器人的姿態變換量；根據綁定位相對于機器人的姿態變換量和傳感器坐標系相對于機器人運動坐標系的初始姿態關系，計算傳感器相對于機器人的姿態關系。通過本發明能夠實時的標定傳感器姿態，避免對機器人的位置和姿態進行控制時，會因為傳感器姿態的改變造成控制誤差。

技術領域

本發明涉及工業機器人傳感控制技術領域，尤其涉及一種實時標定機器人傳感器姿態的方法、裝置及終端設備。

背景技術

傳感與測量是控制系統的重要組成部分，多維力傳感器中應用最廣泛的為六維力傳感器。廣義的六維力傳感器能夠檢查空間任意力系中的三維正交力及三維正交力矩，由于其測力信息豐富、測量精度高等特點，主要應用在力及力-位控制場合，如機器人末端執行器，汽車行駛過程輪力檢測，輪廓跟蹤，精密裝配，雙手協調等。六維傳感器作為一種信號輸入設備，通過推、拉、壓、提、旋轉與傾斜控制帽，可產生平移、俯仰、橫滾和偏航等描述位姿的信號量，利用六維傳感器產生的位姿信號，能夠實現對機器人的位置和姿態的控制。

在利用六維傳感器產生的位姿信號，能夠實現對機器人的位置和姿態的控制時，需要標定出傳感器與機器人的姿態關系，但是，初次標定的傳感器與機器人的姿態關系，不再適用于標定姿態變換后的傳感器與機器人的姿態關系。

發明內容

本發明的主要目的在于提出一種實時標定機器人傳感器姿態的方法、裝置及終端設備，以解決現有技術中標定傳感器與機器人的安裝關系的方法不能實時反映傳感器與機器人的姿態關系的問題。

為實現上述目的，本發明實施例第一方面提供了一種實時標定機器人傳感器姿態的方法，所述機器人上設置有所述傳感器的綁定位，所述傳感器設置于所述綁定位，所述實時標定機器人傳感器姿態的方法包括：

建立機器人運動坐標系和傳感器坐標系；

控制所述傳感器定向運動，獲取六維位姿數據，計算所述傳感器坐標系相對于所述機器人運動坐標系的初始姿態關系；

計算所述綁定位相對于所述機器人的姿態變換量；

根據所述綁定位相對于所述機器人的姿態變換量和所述傳感器坐標系相對于所述機器人運動坐標系的初始姿態關系，計算所述傳感器相對于所述機器人的姿態關系。

結合本發明實施例第一方面，本發明實施例第一方面的第一實施方式中，所述控制所述傳感器定向運動，獲取六維位姿數據，計算所述傳感器坐標系相對于所述機器人運動坐標系的初始姿態關系包括：

控制所述傳感器沿所述機器人運動坐標系中的坐標軸方向運動，獲取所述傳感器在所述傳感器坐標系中的初始數據；

根據所述傳感器在所述傳感器坐標系中的初始數據，計算所述機器人運動坐標系的坐標軸在所述傳感器坐標系下的單位向量；

根據所述單位向量，計算所述機器人運動坐標系相對于所述傳感器坐標系的姿態關系；

根據所述機器人運動坐標系相對于所述傳感器坐標系的初始姿態關系，計算所述傳感器坐標系相對于所述機器人運動坐標系的初始姿態關系。

結合本發明實施例第一方面，本發明實施例第一方面的第一實施方式中，所述獲取所述傳感器在所述傳感器坐標系中的初始數據包括：

所述機器人靜止時，獲取所述傳感器的初始值，公式為：

P₀＝[x₀ y₀ z₀]^T，