[發明專利]遠程機器人的超聲探頭的標定方法、系統、裝置及介質

在審

• 申請號: 202211087293.2
• 申請日: 2022-09-07
• 公開（公告）號: CN115488884A
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 吳凱;馮少雄;陳琦;皮宇帆
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 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: 鄭宏謀

本發明公開了一種遠程機器人的超聲探頭的標定方法、系統、裝置及介質，其中方法包括：采集包含機器人和超聲探頭的三維點云數據；其中超聲探頭安裝在機械臂的末端；按照預設方式調整機器人位姿，獲得m個位姿下的三維點云數據；對三維點云數據進行分割處理，獲取m個位姿下的探頭點云數據；對于每個位姿，根據探頭點云數據獲取超聲探頭中心點的第一坐標，獲取工具法蘭坐標系的原點在機器人基坐標系下的第二坐標；根據第一坐標和第二坐標計算獲得超聲探頭中心點在機器人工具法蘭坐標系下的位置坐標，實現標定。本發明通過采集點云數據的方式實現遠程超聲機器人系統超聲探頭TCP的標定，可以便捷地得到TCP位置，可廣泛應用于機器人技術領域。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，尤其涉及一種遠程機器人的超聲探頭的標定方法、系統、裝置及介質。

背景技術

超聲機器人的超聲探頭的工具中心點(TCP)是機器人在進行超聲檢測時軌跡規劃編程的基礎，超聲機器人超聲探頭TCP標定的精度以及簡便性對超聲檢測的準確性及效率有很大的影響。在遠程機器人系統中，由于不同超聲探頭的形狀、大小各不相同，不同超聲探頭的中心點相對于機器人末端的位置不同，因此在更換超聲探頭后，需要對超聲探頭的中心點進行標定，以達到最佳的超聲檢測效果。而絕大多數超聲探頭的表面為規則曲面，不存在尖端點特征，因此難以對超聲探頭的中心點進行便捷、準確地標定。

發明內容

為至少一定程度上解決現有技術中存在的技術問題之一，本發明的目的在于提供一種遠程機器人的超聲探頭的標定方法、系統、裝置及介質。

本發明所采用的技術方案是：

一種遠程機器人的超聲探頭的標定方法，包括以下步驟：

采集包含機器人和超聲探頭的三維點云數據；其中超聲探頭安裝在機械臂的末端；

按照預設方式調整機器人位姿，獲得m個位姿下的三維點云數據；

對三維點云數據進行分割處理，獲取m個位姿下的探頭點云數據；

對于每個位姿，根據探頭點云數據獲取超聲探頭中心點的第一坐標，獲取工具法蘭坐標系的原點在機器人基坐標系下的第二坐標；

根據第一坐標和第二坐標計算獲得超聲探頭中心點在機器人工具法蘭坐標系下的位置坐標，實現標定。

進一步地，所述按照預設方式調整機器人位姿，獲得m個位姿下的三維點云數據，包括：

控制機器人的末端關節旋轉預設角度，獲取該角度位姿下對應的三維點云數據；

控制末端關節旋轉m次后，獲得m個位姿下的三維點云數據；

其中，m次旋轉的角度之和大于或等于360°。

進一步地，所述根據探頭點云數據獲取超聲探頭中心點的第一坐標，包括：

將m個探頭點云數據進行拼接，獲得完整的超聲探頭點云模型；

對超聲探頭點云模型的幾何形狀進行處理，獲取超聲探頭中心點在所述超聲探頭點云模型中的坐標點P₀（X₀,Y₀,Z₀)；

將完整的超聲探頭點云與m個位姿下的三維點云數據進行匹配，獲得坐標點P₀在m個三維點云數據中的對應點P_i(X_i,Y_i,Z_i)，i＝1,…,m。

進一步地，所述三維點云數據通過傳感器采集獲得；