机器人的示教方法、系统以及计算机可读存储介质技术方案

本发明专利技术涉及机器人领域，具体涉及一种机器人的示教方法、机器人示教系统以及计算机可读存储介质。机器人的示教方法包括：机器人位姿检测步骤，设置于机器人的第一传感器检测机器人的位姿信息；终端位姿检测步骤，设置于终端的第二传感器检测终端的位姿信息；仿真步骤，根据机器人的位姿信息以及终端的位姿信息，确定将机器人坐标系变换为终端坐标系的变换矩阵，并在终端的终端界面显示机器人的仿真模型，仿真模型的位姿与机器人的位姿一致，仿真模型的视角与终端处观察机器人的视角保持一致；控制移动步骤，基于对仿真模型的位姿的调整以及变换矩阵，调整机器人的位姿，使机器人的位姿与仿真模型的位姿保持一致。的位姿与仿真模型的位姿保持一致。的位姿与仿真模型的位姿保持一致。

【技术实现步骤摘要】
机器人的示教方法、系统以及计算机可读存储介质


[0001]本专利技术涉及机器人领域，具体地涉及一种机器人的示教方法、机器人示教系统以及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]随着技术的发展，机器人得到了越来越广泛的应用。机器人的坐标系是机器人运动控制的基础，用户对机器人进行操作前，需要对机器人坐标系有一定了解，常用的机器人坐标系有基坐标系、工具坐标系以及腕部坐标系等等。
[0003]根据应用场景和安装需求的不同，机器人的具体安装方式也会有所改变。典型的机器人安装方式有正装、侧装和倒装三种，目前各种常用的坐标系，在不同应用场景存在一定局限性。例如，倒装的机器人的基坐标系与大地坐标系Z轴相反，此时若以基坐标系为基础来设定参数，具有一定难度且容易参数设定错误。
[0004]现有技术的机器人在安装过程中，一种是用户选择与机器人实际安装角度最接近的固定安装角度，此时会预先提供几种可选的安装角度，例如0
°
、
±
45
°
、
±
90等，此方式选择的安装角度与机器人实际的安装角度容易存在偏差，进而影响机器人的正常工作；另一种是用户手动测量机器人实际的安装角度，手动测量的过程极其繁琐，且容易出现误差。这两种方式都需要用户手动输入参数，在机器人驱动之前需要用户在控制系统中设定机器人的安装角度，然后机器人控制系统根据输入的安装角度确定各项运动参数，最后根据各项运动参数驱动机器人运动。用户在操作机器人时，需要对机器人所使用的坐标系有足够的了解方可操作。当用户输入发生失误时，机器人可能无法正常工作，具有一定的安全风险。
[0005]综上所述，本领域亟待提供一种机器人的示教方法以及机器人示教系统，使得用户无需考虑机器人所采用的坐标系以及安装方式，能够更加直观准确便捷地控制机器人移动。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的机器人所采用的坐标系以及安装方式不同，导致用户难以直观准确便捷地控制机器人移动的问题，本专利技术提供了一种机器人的示教方法，包括：机器人位姿检测步骤，设置于机器人的第一传感器检测机器人的位姿信息；终端位姿检测步骤，设置于终端的第二传感器检测终端的位姿信息；仿真步骤，根据机器人的位姿信息以及终端的位姿信息，确定将机器人坐标系变换为终端坐标系的变换矩阵，并在终端的终端界面显示机器人的仿真模型，仿真模型的位姿与机器人的位姿一致，仿真模型的视角与终端处观察机器人的视角保持一致；控制移动步骤，基于对仿真模型的位姿的调整以及变换矩阵，调整机器人的位姿，使机器人的位姿与仿真模型的位姿保持一致。
[0007]根据上述技术方案，在机器人位姿检测步骤中，通过第一传感器检测机器人的位姿信息，用户无需手动对机器人进行测量便可得到机器人位姿信息，由此可以避免手动测量所可能导致的误差或失误，在保证准确性的同时，能够更加方便快捷地得到机器人的位
姿信息。
[0008]在仿真步骤中，使用仿真模型对现实的机器人进行仿真模拟。根据第一传感器以及第二传感器检测到的机器人以及终端的位姿信息，经过处理计算后，无需用户配置即可使仿真模型的位姿与机器人的位姿一致，并且仿真模型的视角与终端处观察机器人的视角保持一致。用户在控制移动步骤中，通过操作终端界面中的仿真模型便可以直观地控制机器人的位姿。用户无需了解机器人当前所使用的坐标系以及安装方式，只需从自身观察机器人的角度控制仿真模形的运动，即可控制机器人进行相应移动，从而能够更加准确便捷地控制机器人移动。
[0009]优选地，在仿真步骤中，包括以下步骤：确定世界坐标系与机器人坐标系之间的第一变换矩阵；确定世界坐标系与终端坐标系之间的第二变换矩阵；根据第一变换矩阵和第二变换矩阵，确定变换矩阵。
[0010]根据上述技术方案，通过确定第一变换矩阵以及第二变换矩阵，机器人坐标系和终端坐标系能以世界坐标系作为参考，进而确定变换矩阵，使得机器人的位姿能够以终端坐标系表达，实现了坐标系的统一。
[0011]优选地，机器人坐标系变换到世界坐标系的第一变换矩阵为T，终端坐标系变换到世界坐标系的第二变换矩阵为T
e
，T
e
‑1是T
e
的逆矩阵，机器人坐标系的方向矢量为v，方向矢量v在终端坐标系变化为方向矢量v
e
，v
e
＝T
e
‑1*T*v。
[0012]根据上述技术方案，将机器人坐标系中的方向矢量v变换到世界坐标系，再变换为终端坐标系的方向矢量v
e
，使得机器人的位姿信息最终通过终端坐标系的方式表达。机器人与终端的位姿由同一坐标系表达，便于分析判断机器人与终端的位姿关系，方便对机器人的仿真以及操作。
[0013]优选地，第一传感器以及第二传感器均包括惯性传感器以及地磁传感器。
[0014]根据上述技术方案，惯性传感器能够检测三维加速度信息，地磁传感器能够检测地磁方向信息，根据三维加速度信息以及地磁方向信息能够计算出位姿状态，无需用户实际测量机器人的位姿，有利于提高机器人位姿测算的准确性与效率。
[0015]优选地，x,y,z为第一传感器中的惯性传感器检测的三维加速度信息，a,b,c为第一传感器中的地磁传感器检测的地磁方向信息，第一变换矩阵T为
[0016][0017]根据上述技术方案，根据设置于机器人的惯性传感器检测的三维加速度信息以及地磁传感器检测的地磁方向信息，能够计算出第一变换矩阵，从而将机器人由以机器人坐标系表达变换为以世界坐标系表达的形式。
[0018]优选地，x1,y1,z1为第二传感器中的惯性传感器检测的三维加速度信息，a1,b1,c1为第二传感器中的地磁传感器检测的地磁方向信息，第二变换矩阵T
e
为
[0019][0020]根据上述技术方案，根据设置于终端的惯性传感器检测的三维加速度信息以及地
磁传感器检测的地磁方向信息，能够计算出第二变换矩阵，从而将终端的坐标信息由以终端坐标系表达变换为以世界坐标系表达的形式。
[0021]优选地，位姿信息包括位置信息、方向信息以及姿态信息中的任意一种或多种。
[0022]根据上述技术方案，位置信息、方向信息以及姿态信息能够用于确定机器人或终端的具体位姿，有利于提高机器人控制的准确性。
[0023]本专利技术还提供了一种机器人示教系统，包括：机器人，具有第一传感器，第一传感器检测机器人的位姿信息；终端，具有第二传感器和显示器，第二传感器检测终端的位姿信息，显示器显示机器人的仿真模型，仿真模型的位姿与机器人的位姿一致，仿真模型的视角与终端处观察机器人的视角保持一致；存储单元，存储有将机器人坐标系变换为终端坐标系的变换矩阵，变换矩阵根据机器人的位姿信息以及终端的位姿信息确定；控制移动单元，基于对仿真模型的位姿的调整以及变换矩阵，调整机器人的位姿，使机器人的位姿与仿真模型的位姿保持一致。
[0024]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人的示教方法，其特征在于，包括：机器人位姿检测步骤，设置于机器人的第一传感器检测所述机器人的位姿信息；终端位姿检测步骤，设置于终端的第二传感器检测所述终端的位姿信息；仿真步骤，根据所述机器人的位姿信息以及所述终端的位姿信息，确定将机器人坐标系变换为终端坐标系的变换矩阵，并在所述终端的终端界面显示所述机器人的仿真模型，所述仿真模型的位姿与所述机器人的位姿一致，所述仿真模型的视角与所述终端处观察所述机器人的视角保持一致；控制移动步骤，基于对所述仿真模型的位姿的调整以及所述变换矩阵，调整所述机器人的位姿，使所述机器人的位姿与所述仿真模型的位姿保持一致。2.如权利要求1所述的机器人的示教方法，其特征在于，在所述仿真步骤中，包括以下步骤：确定世界坐标系与所述机器人坐标系之间的第一变换矩阵；确定世界坐标系与所述终端坐标系之间的第二变换矩阵；根据所述第一变换矩阵和所述第二变换矩阵，确定所述变换矩阵。3.如权利要求2所述的机器人的示教方法，其特征在于，所述机器人坐标系变换到所述世界坐标系的所述第一变换矩阵为T，所述终端坐标系变换到所述世界坐标系的所述第二变换矩阵为T
e
，T
e
‑1是T
e
的逆矩阵，所述机器人坐标系的方向矢量为v，方向矢量v在所述终端坐标系变化为方向矢量v
e
，v
e
＝T
e
‑1*T*v。4.如权利要求3所述的机器人的示教方法，其特征在于，所述第一传感器以及所述第二传感器均包括惯性传感器以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺岩，范东平，鲁向帅，
申请(专利权)人：上海捷勃特机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：