本申请提供一种运动学参数确定方法、装置、智能设备和可读存储介质，通过构建机器人的基坐标系和末端法兰坐标系，并获得末端工具在末端法兰坐标系下的工具坐标。在机器人移动至多个不同位置的情况下，获得各个位置处对应关节状态下机器人的关节数据以及基于激光测量仪记录得到的末端工具在基坐标系下的工具位置。基于末端工具在末端法兰坐标系下的工具坐标、多组关节数据和末端工具在基坐标系下的多组工具位置，计算得到机器人的运动学参数。本方案基于激光测量仪和靶球，并结合多个不同关节状态下的数据进行运动学参数的确定，使得结果在无需多个靶球标定的情况下，也能够具有较高的准确度且贴合实际应用情况。较高的准确度且贴合实际应用情况。较高的准确度且贴合实际应用情况。
【技术实现步骤摘要】
运动学参数确定方法、装置、智能设备和可读存储介质
[0001]本专利技术涉及机器人
，具体而言，涉及一种运动学参数确定方法、装置、智能设备和可读存储介质。
技术介绍
[0002]随着协作机器人技术的快速发展，人们对于机器人的功能需求不断扩大，而运动控制器是实现机器人各种功能的前提，机器人的绝对定位精度又是运动控制器的基础条件，因此，协作机器人的运动学参数标定开发面临巨大挑战。
[0003]现有标定技术中，利用激光跟踪和多个靶球获取机器人末端位姿从而计算机器人运动学参数的方式占据主流。但由于多个靶球会引入多个靶球误差导致标定精度偏低、且会增加开发难度以及操作难度。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的包括，例如，提供了一种运动学参数确定方法、装置、智能设备和可读存储介质，其能够具有较高的准确度且贴合实际应用情况下确定运动学参数。
[0005]本专利技术的实施例可以这样实现：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种运动学参数确定方法，应用于机器人，所述机器人包括底座、设置在所述底座上的机器人本体以及设置在所述机器人本体末端的末端工具，所述末端工具上安装有靶球，所述方法包括：
[0007]基于激光测量仪向所述靶球发出的激光信号，建立所述机器人的基坐标系和末端法兰坐标系；
[0008]获得所述末端工具在所述末端法兰坐标系下的工具坐标；
[0009]在所述机器人移动至多个不同的位置的情况下，获得各个位置处对应关节状态下所述机器人的关节数据以及基于所述激光测量仪记录得到的末端工具在所述基坐标系下的工具位置；
[0010]基于所述末端工具在末端法兰坐标系下的工具坐标、多组关节数据和末端工具在基坐标系下的多组工具位置，计算得到所述机器人的运动学参数。
[0011]在可选的实施方式中，所述基于所述末端工具在末端法兰坐标系下的工具坐标、多组关节数据和末端工具在基坐标系下的多组工具位置，计算得到所述机器人的运动学参数的步骤，包括：
[0012]根据多组关节数据以及设置的标定运动学参数，获得各关节状态下所述末端工具在基坐标系下的标定末端姿态和标定末端位置；
[0013]根据所述末端工具在所述末端法兰坐标系下的工具坐标、标定末端姿态和标定末端位置，得到所述末端工具的理论位置；
[0014]以所述标定运动学参数、转化坐标、标定末端位置构建雅克比矩阵；
[0015]基于所述末端工具在基坐标系下的理论位置、工具位置和雅克比矩阵，计算得到
参数补偿值；
[0016]利用所述参数补偿值对标定运动参数进行补偿，得到机器人的运动学参数。
[0017]在可选的实施方式中，所述根据所述末端工具在所述末端法兰坐标系下的工具坐标、标定末端姿态和标定末端位置，得到所述末端工具的理论位置的步骤，包括：
[0018]根据所述末端工具在末端法兰坐标系下的工具坐标和所述标定末端姿态，计算得到所述末端工具的转化坐标；
[0019]基于所述转化坐标和标定末端位置，得到所述末端工具的理论位置。
[0020]在可选的实施方式中，所述根据所述末端工具在末端法兰坐标系下的工具坐标和所述标定末端姿态，计算得到所述末端工具的转化坐标的步骤，包括：
[0021]在所述末端工具在末端法兰坐标系下的工具坐标基础上加入优化的工具补偿量，得到补偿后的工具坐标；
[0022]根据补偿后的工具坐标和所述标定末端姿态，计算得到所述末端工具的转化坐标。
[0023]在可选的实施方式中，所述基于所述末端工具在基坐标系下的理论位置、工具位置和雅克比矩阵，计算得到参数补偿值的步骤，包括：
[0024]对构建的雅克比矩阵添加阻尼系数，并进行伪逆运算得到更新的雅克比矩阵；
[0025]基于所述末端工具在基坐标系下的理论位置、工具位置和更新的雅克比矩阵，计算得到参数补偿值。
[0026]在可选的实施方式中，所述更新的雅克比矩阵包括优化后的加权系数，获得优化的加权系数和优化的工具补偿量的步骤，包括：
[0027]构建初始种群，所述初始种群包括多个初始加权系数和初始工具补偿量；
[0028]在构建的适应度函数的指导下，采用改进的遗传算法对初始种群进行优化迭代，并在满足迭代停止要求时，得到优化的加权系数和优化的工具补偿量。
[0029]在可选的实施方式中，所述采用改进的遗传算法对初始种群进行优化迭代的步骤，包括：
[0030]在每轮迭代轮次中，根据设置的变异概率和交叉概率，对本次迭代轮次中种群包括的加权系数和工具补偿量进行变异操作和交叉操作；
[0031]将得到的新的加权系数与其上一代的加权系数进行合并，并得到的新的工具补偿量与其上一代的工具补偿量进行合并；
[0032]选择对应的适应度值大于预设值的合并后的加权系数和工具补偿量进入下一迭代轮次以进行优化迭代。
[0033]第二方面，本专利技术提供一种运动学参数确定装置，应用于机器人，所述机器人包括底座、设置在所述底座上的机器人本体以及设置在所述机器人本体末端的末端工具，所述末端工具上安装有靶球，所述装置包括：
[0034]建立模块，用于基于激光测量仪向所述靶球发出的激光信号，建立所述机器人的基坐标系和末端法兰坐标系；
[0035]第一获得模块，用于获得所述末端工具在所述末端法兰坐标系下的工具坐标；
[0036]第二获得模块，用于在所述机器人移动至多个不同的位置的情况下，获得各个位置处对应关节状态下所述机器人的关节数据以及基于所述激光测量仪记录得到的末端工
具在所述基坐标系下的工具位置；
[0037]计算模块，用于基于所述末端工具在末端法兰坐标系下的工具坐标、多组关节数据和末端工具在基坐标系下的多组工具位置，计算得到所述机器人的运动学参数。
[0038]第三方面，本专利技术提供一种智能设备，包括一个或多个存储介质和一个或多个与存储介质通信的处理器，一个或多个存储介质存储有处理器可执行的机器可执行指令，当智能设备运行时，处理器执行所述机器可执行指令，以执行前述实施方式中任意一项所述的方法步骤。
[0039]第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令被执行时实现前述实施方式中任意一项所述的方法步骤。
[0040]本专利技术实施例的有益效果包括，例如：
[0041]本申请提供一种运动学参数确定方法、装置、智能设备和可读存储介质，通过构建机器人的基坐标系和末端法兰坐标系，并获得末端工具在末端法兰坐标系下的工具坐标。在机器人移动至多个不同位置的情况下，获得各个位置处对应关节状态下机器人的关节数据以及基于激光测量仪记录得到的末端工具在基坐标系下的工具位置。基于末端工具在末端法兰坐标系下的工具坐标、多组关节数据和末端工具在基坐标系下的多组工具位置，计算得到机器人的运动学参数。本方案基于激光测量仪和靶球，并结合多个不同关节状态下的数据进行运动学本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种运动学参数确定方法，其特征在于，应用于机器人，所述机器人包括底座、设置在所述底座上的机器人本体以及设置在所述机器人本体末端的末端工具，所述末端工具上安装有靶球，所述方法包括：基于激光测量仪向所述靶球发出的激光信号，建立所述机器人的基坐标系和末端法兰坐标系；获得所述末端工具在所述末端法兰坐标系下的工具坐标；在所述机器人移动至多个不同的位置的情况下，获得各个位置处对应关节状态下所述机器人的关节数据以及基于所述激光测量仪记录得到的末端工具在所述基坐标系下的工具位置；基于所述末端工具在末端法兰坐标系下的工具坐标、多组关节数据和末端工具在基坐标系下的多组工具位置，计算得到所述机器人的运动学参数。2.根据权利要求1所述的运动学参数确定方法，其特征在于，所述基于所述末端工具在末端法兰坐标系下的工具坐标、多组关节数据和末端工具在基坐标系下的多组工具位置，计算得到所述机器人的运动学参数的步骤，包括：根据多组关节数据以及设置的标定运动学参数，获得各关节状态下所述末端工具在基坐标系下的标定末端姿态和标定末端位置；根据所述末端工具在所述末端法兰坐标系下的工具坐标、标定末端姿态和标定末端位置，得到所述末端工具的理论位置；以所述标定运动学参数、转化坐标、标定末端位置构建雅克比矩阵；基于所述末端工具在基坐标系下的理论位置、工具位置和雅克比矩阵，计算得到参数补偿值；利用所述参数补偿值对标定运动参数进行补偿，得到机器人的运动学参数。3.根据权利要求2所述的运动学参数确定方法，其特征在于，所述根据所述末端工具在所述末端法兰坐标系下的工具坐标、标定末端姿态和标定末端位置，得到所述末端工具的理论位置的步骤，包括：根据所述末端工具在末端法兰坐标系下的工具坐标和所述标定末端姿态，计算得到所述末端工具的转化坐标；基于所述转化坐标和标定末端位置，得到所述末端工具的理论位置。4.根据权利要求3所述的运动学参数确定方法，其特征在于，所述根据所述末端工具在末端法兰坐标系下的工具坐标和所述标定末端姿态，计算得到所述末端工具的转化坐标的步骤，包括：在所述末端工具在末端法兰坐标系下的工具坐标基础上加入优化的工具补偿量，得到补偿后的工具坐标；根据补偿后的工具坐标和所述标定末端姿态，计算得到所述末端工具的转化坐标。5.根据权利要求4所述的运动学参数确定方法，其特征在于，所述基于所述末端工具在基坐标系下的理论位置、工具位置和雅克比矩阵，计算得到参数补偿值的步骤，包括：对构建的雅...
【专利技术属性】
技术研发人员：查文斌，
申请(专利权)人：法奥意威苏州机器人系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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