一种机械臂末端姿态调整方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种机械臂末端姿态调整方法及装置，应用于智能机器人，所述智能机器人包括基座和机械臂，所述方法包括：在预先设定的情况下，获取所述机械臂末端在基座坐标系Ob下的当前姿态值；根据所述机械臂末端在基座坐标系Ob下的当前姿态值，确定机械臂末端的当前坐标系Og1与所述基座坐标系Ob之间的第一旋转矩阵A1；根据所述第一旋转矩阵A1和机械臂末端的矫正坐标系Og2的Z轴与所述基座坐标系Ob的Z轴的平行关系，确定机械臂末端的矫正坐标系Og2与所述基座坐标系Ob之间的第二旋转矩阵A2；根据所述第二旋转矩阵A2，确定所述机械臂末端的目标姿态值；基于所述机械臂末端的当前姿态值和目标姿态值生成控制指令，通过所述控制指令控制所述机械臂末端从当前姿态调整为目标姿态。

A Method and Device for Attitude Adjustment at the End of Manipulator

The present application discloses a method and device for adjusting the attitude of the end of a manipulator, which is applied to an intelligent robot. The intelligent robot includes a base and a manipulator. The method includes: acquiring the current attitude value of the end of the manipulator in the base coordinate system Ob under a pre-set condition; and according to the end of the manipulator in the base system Ob, acquiring the current attitude value of the end of the manipulator. The current attitude value under the coordinate system Ob determines the first rotation matrix A 1 between the current coordinate system Og1 at the end of the manipulator and the base coordinate system Ob, and the correction of the end of the manipulator is determined according to the parallel relationship between the Z axis of the corrected coordinate system Og2 at the end of the first rotation matrix A 1 and the Z axis of the base coordinate system Ob. A second rotation matrix 12 between the coordinate system Og2 and the base coordinate system Ob; a target attitude value at the end of the manipulator is determined according to the second rotation matrix 12; and a control instruction is generated based on the current attitude value and the target attitude value at the end of the manipulator to control the end of the manipulator from the current one through the control instruction. Attitude adjustment is the target attitude.

【技术实现步骤摘要】
一种机械臂末端姿态调整方法及装置
本申请涉及智能控制
，特别是涉及一种机械臂末端姿态调整方法及装置。
技术介绍
随着科学技术的发展，智能机器人也得到广泛发展。用于实现在空间中抓放物体等操作的智能机器人包括基座、机械臂和末端工具。所述机械臂具有和人手臂相似的功能，位于基座和末端工具之间，由动力关节和连杆等组成。机械臂末端上通常安装有末端工具，例如灵巧手、夹持器等，直接执行任务要求的动作。在机械臂控制
大家关注的往往都是机械臂末端位置的调整。对于机械臂末端姿态的调整鲜有涉及。现有技术中实现姿态调整方法大致分为两类，第一类采用固定的控制参数对机械臂末端姿态进行调整，这种方式的姿态调整只能针对固定场景，且难以保证控制精度；第二类通过人为输入调整参数来实现针对不同场景的机械臂末端姿态的调整，这种方法需要实现人机交互，无法保证机械臂操作的流畅性。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，专利技术人构思了一种机械臂末端姿态调整方法及装置，以解决机械臂末端到达指定位置后自动实现水平矫正的问题，提高了机械臂控制的精度的同时保证了机械臂操作的流畅性。在本申请一实施例中公开了一种机械臂末端姿态调整方法，应用于智能机器人，所述智能机器人包括基座和机械臂，所述方法包括：在预先设定的情况下，获取所述机械臂末端在基座坐标系Ob下的当前姿态值；根据所述机械臂末端在基座坐标系Ob下的当前姿态值，确定机械臂末端的当前坐标系Og1与所述基座坐标系Ob之间的第一旋转矩阵A1；根据所述第一旋转矩阵A1和机械臂末端的矫正坐标系Og2的Z轴与所述基座坐标系Ob的Z轴的平行关系，确定机械臂末端的矫正坐标系Og2与所述基座坐标系Ob之间的第二旋转矩阵A2；根据所述第二旋转矩阵A2，确定所述机械臂末端的目标姿态值；基于所述机械臂末端的当前姿态值和目标姿态值生成控制指令，通过所述控制指令控制所述机械臂末端从当前姿态调整为目标姿态。可选的，所述预先设定的情况，包括：接收到对机械臂末端姿态进行水平矫正的指令；或执行需要对机械臂末端姿态进行水平矫正的任务。本申请一实施例中，根据所述第一旋转矩阵A1和所述机械臂末端的矫正坐标系Og2的Z轴与所述基座坐标系Ob的Z轴的平行关系，确定机械臂末端的矫正坐标系Og2与所述基座坐标系Ob之间的第二旋转矩阵A2包括：基于Og2的Z轴与基座坐标系Ob的Z轴的平行关系，确定第二旋转矩阵A2在基座坐标系Ob的Z轴的单位向量；通过所述第一旋转矩阵A1确定机械臂末端的当前坐标系Og1在基座坐标系Ob的X轴和Y轴的单位向量；根据所述机械臂末端的当前坐标系Og1在基座坐标系Ob的X轴和Y轴的单位向量与基座坐标系Ob中垂直于Z轴的平面的投影关系，确定机械臂末端的矫正坐标系Og2在基座坐标系Ob的X轴和Y轴的单位向量；根据机械臂末端的矫正坐标系Og2在基座坐标系Ob的X轴、Y轴和Z轴的单位向量，确定第二旋转矩阵A2。可选地，机械臂末端的矫正坐标系Og2在基座坐标系Ob的Z轴的单位向量Vz’＝[0,0,1]；机械臂末端的当前坐标系Og1在基座坐标系Ob的X轴和Y轴的单位向量分别为Vx＝[a1,a2,a3]T，Vy＝[b1,b2,b3]T；机械臂末端的矫正坐标系Og2在基座坐标系Ob的X轴和Y轴的单位向量分别为所述第二旋转矩阵A2＝[VxVyVz]。；可选地，所述基于所述机械臂末端的当前姿态值和目标姿态值生成控制指令，包括：在当前姿态值和目标姿态值之间插入至少一个过渡姿态值；基于所述机械臂末端的当前姿态值、至少一个过渡姿态值和目标姿态值生成控制指令。可选地，所述在当前姿态值和目标姿态值之间插入至少一个过渡姿态值，包括：采用插值法，在当前姿态值和目标姿态值之间插入至少一个过渡姿态值。本申请一实施例中公开了一种机械臂末端姿态调整装置，所述装置包括：所述装置包括：数据采集模块，在预先设定的情况下，获取所述机械臂末端在基座坐标系Ob下的当前姿态值；第一计算模块，被配置为根据所述机械臂末端在基座坐标系Ob下的当前姿态值，确定机械臂末端的当前坐标系Og1与所述基座坐标系Ob之间的第一旋转矩阵A1；第二计算模块，被配置为根据所述第一旋转矩阵A1和机械臂末端的矫正坐标系Og2的Z轴与所述基座坐标系Ob的Z轴的平行关系，确定机械臂末端的矫正坐标系Og2与所述基座坐标系Ob之间的第二旋转矩阵A2；第三计算模块，被配置为根据所述第二旋转矩阵A2，确定所述机械臂末端的目标姿态值；矫正模块，被配置为基于所述机械臂末端的当前姿态值和目标姿态值生成控制指令，通过所述控制指令控制所述机械臂末端从当前姿态调整为目标姿态。本申请一实施例中，所述装置还包括：指令接收模块，被配置为接收对机械臂末端姿态进行水平矫正的指令。本申请一实施例中公开了一种智能设备，所述智能设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机指令，其特征在于，所述处理器执行所述指令时实现如上所述的机械臂末端姿态调整方法。本申请一实施例中公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现如上所述的机械臂末端姿态调整方法。本申请一实施例中公开了一种机械臂控制器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机指令，其特征在于，所述处理器执行所述指令时实现如上所述的机械臂末端姿态调整方法。本申请一实施例中公开了一种机械臂，其特征在于，包括如上所述的机械臂控制器。一种机械臂末端姿态调整方法、装置、智能设备、存储介质、机械臂和机械臂控制器，能够自动实现机械臂末端水平矫正，提高机械臂的控制精度，减少了机械臂操作中人为参与的环节，保证了机械臂操作的流畅性。附图说明图1是本申请一实施例的机械臂末端姿态调整方法的流程示意图；图2是本申请另一实施例的机械臂末端姿态调整方法的流程示意图；图3是本申请一实施的机械臂末端姿态调整装置的结构示意图；图4是本申请另一实施的机械臂末端姿态调整装置的结构示意图；图5是本申请一具体实施例的智能设备的结构示意图。具体实施方式下面结合附图通过实施例来阐述本申请的细节，这样更有利于理解本申请的内容，但本申请能够以多种不同于具体实施例的方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下结合现有技术做类似推广，因此本申请不受以下公开的具体实施方式的限制。在本申请中，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。在本申请中，提供了一种机械臂末端姿态调整方法、装置、智能设备、存储介质、机械臂和机械臂控制器，在下面的实施例中逐一进行详细说明。在本申请一实施例中公开了一种机械臂末端姿态调整方法，参见图1，所述方法应用于智能机器人，所述智能机器人包括基座和机械臂，该方法包括：步骤101：在预先设定的情况下，获取所述机械臂末端在基座坐标系Ob下的当前姿态值；步骤102：根据所述机械臂末端在基座坐标系Ob下的当前姿态值，确定机械臂末端的当前坐标系Og1与所述基座坐标系Ob之间的第一旋转矩阵A1；步骤103：根据所述第一旋转矩阵A1和机械臂末端的矫正坐标系Og2的Z轴与所述基座坐标系Ob的Z轴的平行关系，确定机械臂末端的矫正坐标系Og2与所述基座坐标系Ob之间的第二旋转矩阵A2；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械臂末端姿态调整方法，其特征在于，应用于智能机器人，所述智能机器人包括基座和机械臂，所述方法包括：在预先设定的情况下，获取机械臂末端在基座坐标系Ob下的当前姿态值；根据所述机械臂末端在基座坐标系Ob下的当前姿态值，确定机械臂末端的当前坐标系Og1与基座坐标系Ob之间的第一旋转矩阵A1；根据所述第一旋转矩阵A1和机械臂末端的矫正坐标系Og2的Z轴与基座坐标系Ob的Z轴的平行关系，确定机械臂末端的矫正坐标系Og2与基座坐标系Ob之间的第二旋转矩阵A2；根据所述第二旋转矩阵A2，确定所述机械臂末端的目标姿态值；基于所述机械臂末端的目标姿态值生成控制指令，通过所述控制指令控制所述机械臂末端从当前姿态调整为目标姿态。

【技术特征摘要】
1.一种机械臂末端姿态调整方法，其特征在于，应用于智能机器人，所述智能机器人包括基座和机械臂，所述方法包括：在预先设定的情况下，获取机械臂末端在基座坐标系Ob下的当前姿态值；根据所述机械臂末端在基座坐标系Ob下的当前姿态值，确定机械臂末端的当前坐标系Og1与基座坐标系Ob之间的第一旋转矩阵A1；根据所述第一旋转矩阵A1和机械臂末端的矫正坐标系Og2的Z轴与基座坐标系Ob的Z轴的平行关系，确定机械臂末端的矫正坐标系Og2与基座坐标系Ob之间的第二旋转矩阵A2；根据所述第二旋转矩阵A2，确定所述机械臂末端的目标姿态值；基于所述机械臂末端的目标姿态值生成控制指令，通过所述控制指令控制所述机械臂末端从当前姿态调整为目标姿态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先设定的情况，包括：接收到对机械臂末端姿态进行水平矫正的指令；或执行需要对机械臂末端姿态进行水平矫正的任务。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述第一旋转矩阵A1和机械臂末端的矫正坐标系Og2的Z轴与基座坐标系Ob的Z轴的平行关系，确定机械臂末端的矫正坐标系Og2与基座坐标系Ob之间的第二旋转矩阵A2，包括：基于机械臂末端的矫正坐标系Og2的Z轴与基座坐标系Ob的Z轴的平行关系，确定机械臂末端的矫正坐标系Og2在基座坐标系Ob的Z轴的单位向量；通过所述第一旋转矩阵A1，确定机械臂末端的当前坐标系Og1在基座坐标系Ob的X轴和Y轴的单位向量；根据所述机械臂末端的当前坐标系Og1在基座坐标系Ob的X轴和Y轴的单位向量与基座坐标系Ob中垂直于Z轴的平面的投影关系，确定机械臂末端的矫正坐标系Og2在基座坐标系Ob的X轴和Y轴的单位向量；根据机械臂末端的矫正坐标系Og2在基座坐标系Ob的X轴、Y轴和Z轴的单位向量，确定第二旋转矩阵A2。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，机械臂末端的矫正坐标系Og2在基座坐标系Ob的Z轴的单位向量Vz’＝[0,0,1]；机械臂末端的当前坐标系Og1在...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁萌，
申请(专利权)人：北京猎户星空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11