用于管理机器人系统的方法和装置制造方法及图纸

本公开的实施方式提供了一种用于管理机器人系统的方法。在该方法中，可以获得当机器人系统中的连杆被布置在至少一个姿态时的连杆的朝向，在此朝向中的每个朝向指示由连杆中的一个连杆指向的方向。可以从配备在连杆中的一个连杆上的视觉设备获得被放置在机器人系统中的物体的至少一个图像。基于朝向和至少一个图像，可以确定视觉设备的视觉坐标系与连杆的连杆坐标系之间的第一映射。此外，本公开实施方式提供了一种用于管理机器人系统的装置、系统和计算机可读介质。视觉设备可以通过第一映射进行校准，并且可以被用来管理机器人系统的操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于管理机器人系统的方法和装置
本公开的示例实施方式概括地涉及一种机器人系统，并且更具体地涉及一种用于管理配备有视觉设备的机器人系统的方法、装置、系统和计算机可读介质。
技术介绍
随着计算机和自动控制的发展，在制造业中机器人系统已经广泛用于处理各种类型的物体。通常，机器人系统可以具有多个机械臂(也称为连杆)，每个机械臂可以在相应的预定范围内移动。为了使机器人系统能够对物体执行操作(诸如抓取物体、测量物体的大小、将物体切割成预定形状等)，可以部署诸如摄像头之类的视觉设备来拍摄物体的图像以促进机械臂的操作。已经提出了多种解决方案来部署摄像头并辅助机器人系统的操作。然而，常规来说，只能在摄像头已被校准的一些特定位置处操作摄像头。因此，期望以一种更加有效和方便的方式来管理具有摄像头的机器人系统。
技术实现思路
本公开的示例实施方式提供了用于控制机器人系统的解决方案。在第一方面中，本公开的示例实施方式提供了一种用于管理机器人系统的方法。该方法可以包括：获得当机器人系统中的连杆被布置在至少一个姿态时的连杆的朝向，朝向中的每个朝向指示由连杆中的一个连杆指向的方向；从配备在连杆中的一个连杆上的视觉设备获得被放置在机器人系统中的物体的至少一个图像；以及基于朝向和至少一个图像，确定视觉设备的视觉坐标系与连杆的连杆坐标系之间的第一映射。通过这些实施方式，视觉装置的位置和朝向不再受限于固定位置。而是，视觉设备可以被放置在机器人系统中的任何位置(例如，在机器人系统中的任何机械臂上)。此外，仅需要在机器人系统的常规操作之前将本专利技术的方法执行一次。一旦根据本公开校准了视觉装置，则在机器人系统的操作期间，视觉装置在手臂被移动到任何位置时都可以被用来拍摄图像。在一些实施方式中，确定第一映射包括：基于朝向，确定连杆坐标系与机器人系统的世界坐标系之间的第二映射；基于至少一个图像，确定视觉坐标系与世界坐标系之间的第三映射；以及基于第一映射、第二映射和第三映射之间的转换关系来确定第一映射。与确定第一映射相比，确定第二映射和第三映射相对来说较为容易。通过这些实施方式，提供了一种有效的转换方法来用于确定视觉设备的视觉坐标系与连杆的连杆坐标系之间的第一映射。在一些实施方式中，确定第二映射包括：基于连杆的朝向和位置来确定第二映射。由于连杆的朝向和位置易于测量，这些实施方式提供了一种方便和有效的方式，以用于确定连杆坐标系与世界坐标之间的第二映射。在一些实施方式中，确定第三映射包括：分别获得针对至少一个图像中的图像中的第一点和第二点的第一测量值和第二测量值，第一点和第二点位于视觉坐标系的第一轴上；获得图像中的第三点的第三测量值，第三点位于视觉坐标系的第二轴上；以及基于获得的第一测量值、第二测量值和第三测量值来确定第三映射。通过这些实施方式，可以从由视觉设备拍摄的图像中选择三个点。由于可以从图像中测量视觉坐标系254中的三个点的坐标，并且可以从机器人系统读取这三个点在世界坐标系250中的坐标，因此可以在无需人工干预的情况下以自动的方式来确定第三映射。在一些实施方式中，该方法还包括：在获得至少一个图像之前，利用视觉设备的校准板对视觉设备进行校准。通过这些实施方式，视觉设备可以利用校准板进行校准，因此可以在准确的基础上执行本公开中的进一步处理。此外，可以以精确的方式来实现用于确定各种坐标系之间的映射以及用于控制机器人系统的后续程序。在一些实施方式中，获得连杆的朝向包括：获得当一组连杆被布置在第一姿态时的连杆的第一组朝向；以及获得当一组连杆被布置在第二姿态时的连杆的第二组朝向；以及获得物体的至少一个图像包括：获得当连杆被布置在第一姿态时的第一图像，以及获得当连杆被布置在第二姿态时的第二图像。除了上述用于确定第一映射的方法之外，这些实施方式提供了一种用于通过将机器人系统的连杆置于第一姿态和第二姿态来确定第一映射的另一方法。通过分别收集与第一姿态和第二姿态相关联的朝向和图像，可以在无需任何人工干预的情况下以自动的方式确定第一映射。在一些实施方式中，确定第一映射包括：构建第一映射、第一组朝向和第二组朝向、以及第一图像和第二图像之间的转换关系，第一映射是转换关系中的未知变量；以及对转换关系进行求解以便确定第一映射。通过这些实施方式，通过求解基于在机器人系统中实时收集的测量值而构建的转换关系，可以确定第一映射。在此，所收集的测量值可以正确地反映各种坐标系之间的关联，因此可以在无需人工干预的情况下以准确并且自动的方式来确定第一映射。在一些实施方式中，该方法还包括：从视觉设备获得将要由机器人系统处理的目标物体的图像；确定所获得的图像中的目标物体的源坐标，源坐标以视觉坐标系表示；基于源坐标和第一映射来确定目标物体的目的地坐标，目的地坐标以世界坐标系表示；以及基于目的地坐标来处理目标物体。通过这些实施方式，在机器人系统的后续操作期间，可以容易地在由视觉装置取得的视觉坐标系与由机器人系统的控制器取得的世界坐标系之间转换目标物体的形状。此外，控制器和目标对象的坐标可以被转换成统一的坐标，因此可以辅助机器人系统执行任何期望的操作。在第二方面中，本公开的示例实施方式提供了一种用于管理机器人系统的装置。该装置包括：朝向获得单元，被配置为获得当机器人系统中的连杆被布置在至少一个姿态时的连杆的朝向，朝向中的每个朝向指示由连杆中的一个连杆指向的方向；图像获得单元，被配置为从配备在连杆中的一个连杆上的视觉设备获得被放置在机器人系统中的物体的至少一个图像；以及确定单元，被配置为基于朝向和至少一个图像，确定视觉设备的视觉坐标系与连杆的连杆坐标系之间的第一映射。在一些实施方式中，确定单元包括：第二映射确定单元，被配置为基于朝向，确定连杆坐标系与机器人系统的世界坐标系之间的第二映射；第三映射确定单元，被配置为基于至少一个图像，确定视觉坐标系与世界坐标系之间的第三映射；以及第一映射确定单元，被配置为基于第一映射、第二映射和第三映射之间的转换关系来确定第一映射。在一些实施方式中，第二映射确定单元还被配置为：基于连杆的朝向和位置来确定第二映射。在一些实施方式中，第三确定单元包括：测量值获得单元，被配置为：分别获得针对至少一个图像中的图像中的第一点和第二点的第一测量值和第二测量值，第一点和第二点位于视觉坐标系的第一轴上；获得图像中的第三点的第三测量值，第三点位于视觉坐标系的第二轴上；以及映射确定单元，被配置为基于获得的第一测量值、第二测量值和第三测量值来确定第三映射。在一些实施方式中，该装置还包括：校准单元，被配置为在获得至少一个图像之前，利用视觉设备的校准板来校准视觉设备。在一些实施方式中，朝向获得单元还被配置为：获得当一组连杆被布置在第一姿态时的连杆的第一组朝向；以及获得当一组连杆被布置在第二姿态时的连杆的第二组朝向；以及图像获得单元还被配置为：获得当连杆被布置在第一姿态时的第一图像，以及获得当连杆被布置在第二姿态时的第二图像。在一些实施方式中，确定单元包括：构建单元，被配置为构建第一映射、第一组朝向和第二组朝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于管理机器人系统的方法，包括：/n获得当所述机器人系统中的连杆被布置在至少一个姿态时的所述连杆的朝向，所述朝向中的每个朝向指示由所述连杆中的一个连杆指向的方向；/n从配备在所述连杆中的一个连杆上的视觉设备获得被放置在所述机器人系统中的物体的至少一个图像；以及/n基于所述朝向和所述至少一个图像，确定所述视觉设备的视觉坐标系与所述连杆的连杆坐标系之间的第一映射。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于管理机器人系统的方法，包括：
获得当所述机器人系统中的连杆被布置在至少一个姿态时的所述连杆的朝向，所述朝向中的每个朝向指示由所述连杆中的一个连杆指向的方向；
从配备在所述连杆中的一个连杆上的视觉设备获得被放置在所述机器人系统中的物体的至少一个图像；以及
基于所述朝向和所述至少一个图像，确定所述视觉设备的视觉坐标系与所述连杆的连杆坐标系之间的第一映射。


2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述第一映射包括：
基于所述朝向，确定所述连杆坐标系与所述机器人系统的世界坐标系之间的第二映射；
基于所述至少一个图像，确定所述视觉坐标系与所述世界坐标系之间的第三映射；以及
基于所述第一映射、所述第二映射和所述第三映射之间的转换关系来确定所述第一映射。


3.根据权利要求2所述的方法，其中确定所述第二映射包括：
基于所述连杆的所述朝向和位置来确定所述第二映射。


4.根据权利要求2所述的方法，其中确定所述第三映射包括：
分别获得针对所述至少一个图像中的图像中的第一点和第二点的第一测量值和第二测量值，所述第一点和所述第二点位于所述视觉坐标系的第一轴上；
获得所述图像中的第三点的第三测量值，所述第三点位于所述视觉坐标系的第二轴上；以及
基于获得的所述第一测量值、所述第二测量值和所述第三测量值来确定所述第三映射。


5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在获得所述至少一个图像之前，利用所述视觉设备的校准板来校准所述视觉设备。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，
获得所述连杆的所述朝向包括：
获得当一组连杆被布置在第一姿态时的所述连杆的第一组朝向；以及
获得当所述一组连杆被布置在第二姿态时的所述连杆的第二组朝向；以及
获得所述物体的所述至少一个图像包括：
获得当所述连杆被布置在所述第一姿态时的第一图像，以及
获得当所述连杆被布置在所述第二姿态时的第二图像。


7.根据权利要求6所述的方法，其中确定所述第一映射包括：
构建所述第一映射、所述第一组朝向和所述第二组朝向、以及所述第一图像和所述第二图像之间的转换关系，所述第一映射是所述转换关系中的未知变量；以及
对所述转换关系进行求解以便确定所述第一映射。


8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从所述视觉设备获得将要由所述机器人系统处理的目标物体的图像；
确定所获得的图像中的所述目标物体的源坐标，所述源坐标以所述视觉坐标系表示；
基于所述源坐标和所述第一映射来确定所述目标物体的目的地坐标，所述目的地坐标以所述世界坐标系表示；以及
基于所述目的地坐标来处理所述目标物体。


9.一种用于管理机器人系统的装置，包括：
朝向获得单元，被配置为获得当所述机器人系统中的连杆被布置在至少一个姿态时的所述连杆的朝向，所述朝向中的每个朝向指示由所述连杆中的一个连杆指向的方向；
图像获得单元，被配置为从配备在所述连杆中的一个连杆上的视觉设备获得被放置在所述机器人系统中的物体的至少一个图像；以及
确定单元，被配置为基于所述朝向和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱昌年，王衍军，马博军，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH