[发明专利]一种实时标定机器人传感器姿态的方法、装置及终端设备

说明书

本发明适用于工业机器人传感控制技术领域，提供了一种实时标定机器人传感器姿态的方法、装置及终端设备，其中，机器人上设置有传感器的绑定位，传感器设置于绑定位，实时标定机器人传感器姿态的方法包括：建立机器人运动坐标系和传感器坐标系；控制传感器定向运动，获取六维位姿数据，计算传感器坐标系相对于机器人运动坐标系的初始姿态关系；计算绑定位相对于机器人的姿态变换量；根据绑定位相对于机器人的姿态变换量和传感器坐标系相对于机器人运动坐标系的初始姿态关系，计算传感器相对于机器人的姿态关系。通过本发明能够实时的标定传感器姿态，避免对机器人的位置和姿态进行控制时，会因为传感器姿态的改变造成控制误差。

技术领域

本发明涉及工业机器人传感控制技术领域，尤其涉及一种实时标定机器人传感器姿态的方法、装置及终端设备。

背景技术

传感与测量是控制系统的重要组成部分，多维力传感器中应用最广泛的为六维力传感器。广义的六维力传感器能够检查空间任意力系中的三维正交力及三维正交力矩，由于其测力信息丰富、测量精度高等特点，主要应用在力及力-位控制场合，如机器人末端执行器，汽车行驶过程轮力检测，轮廓跟踪，精密装配，双手协调等。六维传感器作为一种信号输入设备，通过推、拉、压、提、旋转与倾斜控制帽，可产生平移、俯仰、横滚和偏航等描述位姿的信号量，利用六维传感器产生的位姿信号，能够实现对机器人的位置和姿态的控制。

在利用六维传感器产生的位姿信号，能够实现对机器人的位置和姿态的控制时，需要标定出传感器与机器人的姿态关系，但是，初次标定的传感器与机器人的姿态关系，不再适用于标定姿态变换后的传感器与机器人的姿态关系。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种实时标定机器人传感器姿态的方法、装置及终端设备，以解决现有技术中标定传感器与机器人的安装关系的方法不能实时反映传感器与机器人的姿态关系的问题。

为实现上述目的，本发明实施例第一方面提供了一种实时标定机器人传感器姿态的方法，所述机器人上设置有所述传感器的绑定位，所述传感器设置于所述绑定位，所述实时标定机器人传感器姿态的方法包括：

建立机器人运动坐标系和传感器坐标系；

控制所述传感器定向运动，获取六维位姿数据，计算所述传感器坐标系相对于所述机器人运动坐标系的初始姿态关系；

计算所述绑定位相对于所述机器人的姿态变换量；

根据所述绑定位相对于所述机器人的姿态变换量和所述传感器坐标系相对于所述机器人运动坐标系的初始姿态关系，计算所述传感器相对于所述机器人的姿态关系。

结合本发明实施例第一方面，本发明实施例第一方面的第一实施方式中，所述控制所述传感器定向运动，获取六维位姿数据，计算所述传感器坐标系相对于所述机器人运动坐标系的初始姿态关系包括：

控制所述传感器沿所述机器人运动坐标系中的坐标轴方向运动，获取所述传感器在所述传感器坐标系中的初始数据；

根据所述传感器在所述传感器坐标系中的初始数据，计算所述机器人运动坐标系的坐标轴在所述传感器坐标系下的单位向量；

根据所述单位向量，计算所述机器人运动坐标系相对于所述传感器坐标系的姿态关系；

根据所述机器人运动坐标系相对于所述传感器坐标系的初始姿态关系，计算所述传感器坐标系相对于所述机器人运动坐标系的初始姿态关系。

结合本发明实施例第一方面，本发明实施例第一方面的第一实施方式中，所述获取所述传感器在所述传感器坐标系中的初始数据包括：

所述机器人静止时，获取所述传感器的初始值，公式为：

P₀＝[x₀ y₀ z₀]^T，