[发明专利]机器人末端执行器工作误差的补偿方法、装置及电子设备

说明书

本发明提供了一种机器人末端执行器工作误差的补偿方法、装置及电子设备，涉及机器人技术领域，包括：当机器人运动至第一指定位置时，采集零件的第一图像；按照第二指定位置控制机器人协同其末端的执行器运动，当机器人返回至第一指定位置时，采集零件的第二图像；分别提取第一图像和第二图像的方位参数，根据方位参数确定执行器综合误差；判断执行器综合误差是否满足执行器误差消减目标函数；若满足，根据预先获取的执行器抓取误差补偿矩阵控制机器人和执行器进行工作；执行器抓取误差补偿矩阵用于将执行器综合误差变换至机器人末端坐标系下的补偿参数。本发明能够对机器人位姿较好地实现在线补偿，从而提高机器人末端执行器工作时的输出精度。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种机器人末端执行器工作误差的补偿方法、装置及电子设备。

背景技术

工业机器人在工作时，都需要根据不同的作业对象，在机器人末端加载相应的执行器。工业机器人的实际工作精度，不仅取决于机器人末端的定位精度，还取决于末端执行器的工作精度。尤其在定位精度要求较高的装配作业线上，机器人放置零件的精度取决于末端抓取执行器的输出精度。

已完成视觉系统标定的eye-in-hand工业机器人，在其末端安装执行器后，机器人工作时的最终输出精度不仅取决于机器人末端的定位精度，还需考虑安装末端执行器引入的两项误差：(1)由于安装面误差引起执行器实际几何中心偏离理论几何中心的误差，该项误差称为“执行器安装误差”；(2)执行器自身的重复定位误差，该项误差称为“执行器定位误差”。上述两项误差合成后，统称为“执行器综合误差”。

现有的工业机器人误差补偿方法，主要通过机器人运动学正解和逆解，来消除运动轨迹误差或者各关节位姿误差。在使用工业机器人的生产线上，用户更关心的是加载了末端执行器后，机器人最终输出的精度。但采用这种方式，机器人工作时的输出精度仍旧不高。

发明内容

本发明的目的在于提供机器人末端执行器工作误差的补偿方法、装置及电子设备，能够对机器人位姿较好地实现在线补偿，从而提高机器人工作时的输出精度。

本发明提供的机器人末端执行器工作误差的补偿方法，包括：当机器人运动至对准待抓取的零件的第一指定位置时，采集所述零件的第一图像；按照第二指定位置控制所述机器人和所述机器人末端的执行器运动，当所述机器人返回至所述第一指定位置时，采集所述零件的第二图像；分别提取所述第一图像和所述第二图像的方位参数，并根据提取到的所述方位参数确定执行器综合误差；其中，所述方位参数包括所述零件在所属图像中的几何中心位置和方向参数；判断所述执行器综合误差是否满足执行器误差消减目标函数；若满足，根据预先获取的执行器抓取误差补偿矩阵控制所述机器人和所述执行器进行工作；其中，所述执行器抓取误差补偿矩阵用于将所述执行器综合误差变换至机器人末端坐标系下的补偿参数。

进一步的，所述按照第二指定位置控制所述机器人和所述机器人末端的执行器运动，当所述机器人返回至所述第一指定位置时，采集所述零件的第二图像的步骤，包括：获取所述第一图像在相机坐标系中第一位置参数，并基于手眼变换矩阵将所述第一位置参数转换为执行器坐标系下的第二位置参数；根据所述第二位置参数控制所述机器人末端的执行器在运动至第二指定位置时抓取所述零件；当所述机器人携带所述执行器运动当返回至所述第二指定位置时，控制所述执行器将抓取的所述零件放回至原位置；控制所述机器人运动至所述第一指定位置，并在所述第一指定位置处采集所述零件的第二图像。

进一步的，所述获取所述第一图像在相机坐标系中第一位置参数的步骤，包括：根据相机投影模型获取所述第一图像在相机坐标系中第一位置参数；其中，所述相机投影模型为：