基于关联标识的执行臂检测方法及机器人系统技术方案

本公开涉及检测技术领域，公开一种执行臂检测方法。执行臂检测方法包括：确定用于控制执行臂的末端的目标位姿的驱动信号，驱动信号对应于目标位姿；获取定位图像；在定位图像中，识别位于执行臂的末端上的多个位姿标识；基于多个位姿标识，识别位于执行臂的末端上的角度标识，角度标识与多个位姿标识中的第一位姿标识具有位置关联关系；基于角度标识和多个位姿标识，确定执行臂的末端的实际位姿；以及基于目标位姿与实际位姿，确定执行臂的性能。确定执行臂的性能。确定执行臂的性能。

【技术实现步骤摘要】
基于关联标识的执行臂检测方法及机器人系统


[0001]本公开涉及检测
，尤其涉及一种基于关联标识的执行臂检测方法及机器人系统。

技术介绍

[0002]在机器人开始作业前，需要对执行臂的性能进行检验，其中，执行臂的位姿准确程度是衡量执行臂的性能的一个重要标准。
[0003]执行臂的位姿包括其末端的位置和姿态。通常，可以使用激光跟踪仪等设备测量执行臂的位姿，根据所获得的位姿判断执行臂的末端是否移动到了期望的位置和姿态，进而确定执行臂的性能。然而，激光跟踪仪等设备至少存在价格昂贵、无法一次性测得位姿、需要定期校准等技术问题。
[0004]因此，需要提供一种能简单有效地检测执行臂的性能的方法，以便于对执行臂的质量进行评估。

技术实现思路

[0005]在一些实施例中，本公开提供了一种执行臂检测方法。该方法可以包括：确定用于控制执行臂的末端的目标位姿的驱动信号，驱动信号对应于目标位姿；获取定位图像；在定位图像中，识别位于执行臂的末端上的多个位姿标识；基于多个位姿标识，识别位于执行臂的末端上的角度标识，角度标识与多个位姿标识中的第一位姿标识具有位置关联关系；基于角度标识和多个位姿标识，确定执行臂的末端的实际位姿；以及基于目标位姿与实际位姿，确定执行臂的性能。
[0006]在一些实施例中，本公开提供了一种计算机设备，包括：存储器，用于存储至少一条指令；以及处理器，与存储器耦合并且用于执行至少一条指令以执行本公开一些实施例中任一项的方法。
[0007]在一些实施例中，本公开提供了一种计算机可读存储介质，用于存储至少一条指令，至少一条指令由计算机执行时致使计算机执行本公开一些实施例中任一项的方法。
[0008]在一些实施例中，本公开提供了一种机器人系统，包括：执行臂，执行臂的末端设置有至少一个角度标识和多个位姿标识；至少一个驱动装置，用于驱动执行臂；图像采集设备，用于采集执行臂的定位图像；以及控制装置，被配置为与至少一个驱动装置、图像采集设备连接，执行本公开一些实施例中任一项的方法。
附图说明
[0009]图1示出根据本公开一些实施例的执行臂检测系统的示意图；
[0010]图2示出根据本公开一些实施例的执行臂的构节的示意图；
[0011]图3示出根据本公开一些实施例的执行臂的结构示意图；
[0012]图4示出根据本公开一些实施例的包括多个位姿标识与多个角度标识的标签的示
意图；
[0013]图5示出根据本公开一些实施例的设置在执行臂末端周侧并形成圆筒形的标签的示意图；
[0014]图6示出根据本公开一些实施例的实施场景的示意图；
[0015]图7示出根据本公开一些实施例的执行臂检测系统的检测方法的流程图；
[0016]图8示出根据本公开一些实施例的确定用于控制执行臂的末端的目标位姿的驱动信号的方法的流程图；
[0017]图9示出根据本公开另一些实施例的确定用于控制执行臂的末端的目标位姿的驱动信号的方法的流程图；
[0018]图10示出根据本公开一些实施例的用于更新执行臂的关节的目标关节参数集的方法的流程图；
[0019]图11示出根据本公开一些实施例的确定执行臂的末端坐标系相对参考坐标系的位姿的方法的流程图；
[0020]图12示出根据本公开另一些实施例的确定执行臂的末端坐标系相对参考坐标系的位姿的方法的流程图；
[0021]图13示出根据本公开一些实施例的多个位姿标识在截面圆的示意图；
[0022]图14示出根据本公开一些实施例的用于识别位姿标识的方法的流程图；
[0023]图15示出根据本公开一些实施例的位姿标识图案的示意图；
[0024]图16示出根据本公开一些实施例的用于搜索位姿标识的方法的流程图；
[0025]图17示出根据本公开一些实施例的搜索位姿标识的示意图；
[0026]图18示出根据本公开一些实施例的识别角度标识的方法的流程图；
[0027]图19示出根据本公开一些实施例的计算机设备的示意框图；
[0028]图20示出根据本公开一些实施例的机器人系统的示意图。
具体实施方式
[0029]为使本公开解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图详细说明本公开实施例的技术方案作。本领域技术人员可以理解，所描述的实施例应视为在所有方面都是示例性的而非限制性的，仅仅是本公开示例性实施例，而不是全部的实施例。
[0030]在本公开中，术语“位置”指物体或物体的一部分在三维空间中的定位(例如，可使用笛卡尔X、Y和Z坐标方面的变化描述三个平移自由度，例如分别沿笛卡尔X轴、Y轴和Z轴的三个平移自由度)。在本公开中，术语“姿态”指物体或物体的一部分的旋转设置(例如，三个旋转自由度，可使用滚转、俯仰和偏转来描述这三个旋转自由度)。在本公开中，术语“位姿”指物体或物体的一部分的位置和姿态的组合，例如可使用以上提到的六个自由度中的六个参数来描述。
[0031]在本公开中，参考坐标系可以理解为能够描述物体位姿的坐标系。根据实际的定位需求，参考坐标系可以选择以虚拟参照物的原点或实体参照物的原点为坐标系原点。在一些实施例中，参考坐标系可以为世界坐标系或者相机坐标系或者操作人员自身的感知坐标系等。其中，相机坐标系是指图像采集设备所在的坐标系。
[0032]在本公开中，物体可以理解为需要被定位的对象或目标，例如执行臂或者执行臂的末端。执行臂或其一部分的位姿可以是指执行臂或其一部分定义的坐标系相对参考坐标系的位姿。
[0033]图1示出了根据本公开一些实施例的执行臂检测系统100(以下也称“系统100”)的示意图。如图1所示，系统100可以包括控制装置120、执行臂130、以及图像采集设备150。控制装置120可以与图像采集设备150和执行臂130(例如，执行臂130的驱动装置)通信连接。在一些实施例中，执行臂130在末端或远端处可以包括执行臂末端131。在一些实施例中，执行臂末端131的远端处可以设置有末端器械140。
[0034]在一些实施例中，控制装置120可以用于控制执行臂130的运动，以调整执行臂130的位姿等。控制装置120可以控制执行臂130运动，以使执行臂末端131运动至期望的位置和姿态。在一些实施例中，如图1所示，系统100还可以包括输入装置110a和/或信号生成部110b，控制装置120可以与输入装置110a或信号生成部110b通信连接。在一些实施例中，控制装置120可以与未图示的驱动装置(例如电机)通信连接，基于输入装置110a的预先输入或信号生成部110b随机生成的信号向驱动装置发送驱动信号，从而使驱动装置基于驱动信号控制执行臂131，以使执行臂末端131运动至与该驱动信号对应的目标位姿。
[0035]在一些实施例中，执行臂130可以包括连续体可形变臂。连续体可形变臂例如是如图3所示的执行臂300。在一些实施例中，执行臂130可以包括由多个关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种执行臂检测方法，其特征在于，包括：确定用于控制所述执行臂的末端的目标位姿的驱动信号，所述驱动信号对应于所述目标位姿；获取定位图像；在所述定位图像中，识别位于所述执行臂的末端上的多个位姿标识；基于所述多个位姿标识，识别位于所述执行臂的末端上的角度标识，所述角度标识与所述多个位姿标识中的第一位姿标识具有位置关联关系；基于所述角度标识和所述多个位姿标识，确定所述执行臂的末端的实际位姿；以及基于所述目标位姿与所述实际位姿，确定所述执行臂的性能。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定用于控制所述执行臂的末端的目标位姿的驱动信号包括：预先设置或随机生成所述驱动信号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定用于控制所述执行臂的末端的目标位姿的驱动信号包括：预先设置或随机生成所述执行臂的末端的目标位姿；以及基于所述目标位姿，确定所述驱动信号。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定用于控制所述执行臂的末端的目标位姿的驱动信号包括：预先设置所述执行臂的末端的运动轨迹，所述运动轨迹包括多个所述目标位姿；以及确定与多个所述目标位姿对应的多个所述驱动信号。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：以预定运动周期逐个发送多个所述驱动信号；以预定检测周期，确定所述执行臂的末端的实际位姿；以及基于多个所述目标位姿与多个所述实际位姿，确定所述执行臂的性能。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定用于控制所述执行臂的末端的目标位姿的驱动信号包括：预先设置或随机生成所述执行臂的关节的目标关节参数集；以及基于所述目标关节参数集，确定所述驱动信号及对应的所述目标位姿。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，响应于随机生成的所述目标关节参数集中的至少一个目标关节参数超过关节参数范围，将所述至少一个目标关节参数更新为对应的关节参数范围的极限值；以及基于更新后的目标关节参数集，确定所述驱动信号及对应的所述目标位姿。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述执行臂包括：至少一个构节，所述构节包括固定盘和多根结构骨，所述多根结构骨的第一端与所述固定盘固定连接，所述多根结构骨的第二端用于与驱动装置连接；所述方法还包括：基于所述目标关节参数集，确定所述多根结构骨的驱动量；以及基于所述多根结构骨的驱动量，确定所述驱动信号。9.根据权利要求2或6所述的方法，其特征在于，还包括：
基于预先设置的所述驱动信号，通过所述驱动信号与所述目标位姿之间的映射关系，确定所述执行臂的末端的目标位姿。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述角度标识和所述多个位姿标识，确定位姿标识坐标系相对执行臂的末端坐标系的滚转角；基于所述多个位姿标识，确定所述位姿标识坐标系相对参考坐标系的位姿；以及基于所述位姿标识坐标系相对所述执行臂的末端坐标系的滚转角和所述位姿标识坐标系相对所述参考坐标系的位姿，确定所述执行臂的末端坐标系相对所述参考坐标系的位姿，作为所述实际位姿。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，包括：基于所述多个位姿标识在所述定位图像中的二维坐标和所述多个位姿标识在所述位姿标识坐标系中的三维坐标，确定所述位姿标识坐标系相对所述参考坐标系的位姿。12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：基于所述角度标识和所述多个位姿标识，确定位姿标识坐标系相对执行臂的末端坐标系的滚转角；基于所述位姿标识坐标系相对所述执行臂的末端坐标系的滚转角和所述多个位姿标识在位姿标识坐标系中的三维坐标，确定所述多个位姿标识在执行臂的末端坐标系中的三维坐标；以及基于所述多个位姿标识在所述定位图像中的二维坐标和所述多个位姿标识在执行臂的末端坐标系中的三维坐标，确定所述执行臂的末端坐标系相对所述参考坐标系的位姿，作为所述实际位姿。13.根据权利要求10
‑
12中任一项所述的方法，其特征在于，包括：确定所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐凯，吴百波，王龙飞，姬利永，张宇，
申请(专利权)人：北京术锐机器人股份有限公司，
类型：发明
国别省市：