[發明專利]工具頭位姿的調整方法、裝置及可讀存儲介質

有效

• 申請號: 202010194511.7
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111438689B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 巫超;李愛鎮
• 申請（專利權）人: 智美康民（珠海）健康科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 陳慧華

本發明公開了一種工具頭位姿的調整方法、裝置及可讀存儲介質，通過激光距離傳感器檢測到激光點的距離值，各激光點能構建至少一平面，從而確定待檢測部位對應的各平面，并計算各平面的綜合法向量，利用位姿表達式計算機器人工具頭的位姿參數，從而調整工具頭的位姿；本發明能夠準確確定工具頭待調整位姿的位姿參數，進而提高了艾灸儀的作業效率，并且，本發明的激光距離傳感器成本低，機器人作業時，精度高、實時性強，能夠適應工具頭與人體接觸式場景或保持人體一定距離的場景。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，尤其涉及一種工具頭位姿的調整方法、裝置及可讀存儲介質。

背景技術

隨著機器人技術的發展，機器人的性能和安全性有了長足的提升，人機協作機器人的出現，更是標志著人和機器人協同工作成為切實可行的事情。近十年現代工業飛速發展，機器人的普及應用也使得機器人的成本在近兩年迅速靠近消費者可負擔的水平。個人護理機器人作為機器人的一種，包括安裝在機械手臂末端帶有護理功能（按摩，艾灸，化妝，美容等）的工具頭，該工具頭與被護理的人體直接接觸或者保持特定的距離和姿勢來進行護理作業。

目前，確定護理機器人工作時位姿（位置和姿態）的解決方案主要有機器視覺方案、接觸式多軸力傳感器方案、雷達（超聲波或者激光等）傳感器。上述解決方案都有不盡人意的地方，例如，機器視覺方案的機器人價格昂貴，機器人視覺方案需要特殊光源照射，掃描時間和坐標生成時間長，實時性差，攝像頭的體積大不利于集成在工具頭，并且暴露了客戶的隱私部位；接觸式多軸力傳感器方案的機器人價格昂貴，只適用于工具頭與人體接觸式場景，對工具頭位姿指導沒有前瞻性；雷達方案的機器人價格昂貴、精度差、盲區大、容易受干擾，且長時間雷達波的放射對人體健康有潛在風險。所以，如何提供一種價格低廉、精度高、實時性強及位姿確定準確的工具頭位姿確定方案成為待解決的問題。

上述內容僅用于輔助理解本發明的技術方案，并不代表承認上述內容是現有技術。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種價格低廉、精度高、實時性強及位姿確定準確的工具頭位姿確定方案。

為實現上述目的，本發明提供一種工具頭位姿的調整方法，所述工具頭位姿的調整方法包括：

控制激光距離傳感器的激光點照射到待檢測部位上，使得各所述激光點不在一條直線上，其中，所述激光距離傳感器的數量大于2個；

獲取各所述激光距離傳感器測量的距離值、各所述激光距離傳感器的初始坐標及各所述激光距離傳感器的激光方向，其中，所述距離值為所述激光距離傳感器與對應的所述激光點的距離；

基于所述距離值、所述初始坐標及所述激光方向計算所述待檢測部位上各激光點的激光點坐標，計算各所述激光點坐標所確定的平面的綜合平面法向量，其中，所述綜合平面法向量由所述激光點坐標確定的平面的平面法向量求得；

基于預設的位姿表達式、所述距離值及所述綜合平面法向量計算所述機器人的工具頭待調整位姿的位姿參數，并基于所述位姿參數控制所述機器人的工具頭調整至所述待調整位姿。

可選地，若所述激光距離傳感器的數量大于3個，所述計算各所述激光點坐標所確定的平面的綜合平面法向量的步驟包括：

計算所述激光點坐標所確定的對應平面的平面法向量；

利用加權平均算法計算各所述平面法向量的加權平均值，將所述加權平均值作為所述綜合平面法向量。

可選地，所述位姿表達式包括歐拉角、四元數或者旋轉矩陣表達式。

可選地，所述激光距離傳感器的數量為3個，各所述激光距離傳感器的激光束互相平行。

可選地，所述基于所述距離值、所述初始坐標及所述激光方向計算所述待檢測部位上各激光點的激光點坐標的步驟包括：