CN108107871B - 优化的机器人性能测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种优化的机器人性能测试方法及装置，该方法包括：根据待测机器人的配置信息确定目标轨迹；基于校准轨迹进行坐标系校准，得到激光跟踪仪坐标系与待测机器人坐标系的映射关系；根据用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹进行测试，得到测试数据；根据映射关系，测试数据，测试数据对应的性能测试项目计算性能测试项目的性能测试结果。该方法能够为用户提供校准轨迹和测试轨迹，无需用户自定义设置，能够自动计算测试结果，能够通过该测试系统软件同时控制待测机器人和激光跟踪仪，操作简单，降低了对用户的技术要求，提高了测试效率，缓解了现有的机器人性能测试方法操作复杂，对测试人员要求高，效率低下的技术问题。

Description

优化的机器人性能测试方法及装置

技术领域

本发明涉及机器人性能测试的技术领域，尤其是涉及一种优化的机器人性能测试方法及装置。

背景技术

机器人是现代化生产的核心设备，根据相关规定，机器人在出厂之前或长时间使用后需要进行标定和性能测试以确保机器人的精度、性能符合要求。目前常见的使用激光跟踪仪对机器人进行标定、性能测试的方法中，每个测试循环需要手动让激光跟踪仪指向靶球，追光成功后，运行机器人，开始测量。

现有的方法普遍需要手动设置试验位姿、手动保存原始数据、自定义测试轨迹、手动计算测试结果，在机器人系统和激光跟踪仪系统之间反复切换操作，操作过程复杂，对测试人员要求高，且由于标准中规定的性能测试循环多、周期长，需要测试人员长时间持续进行测试工作。

综上，现有的机器人性能测试方法操作复杂，对测试人员要求高，效率低下。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种优化的机器人性能测试方法及装置，以缓解现有的机器人性能测试方法操作复杂，对测试人员要求高，效率低下的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种优化的机器人性能测试方法，应用于测试系统软件，所述测试系统软件设置在终端设备上，所述方法包括：

根据待测机器人的配置信息确定目标轨迹，其中，所述目标轨迹包括：校准轨迹，测试轨迹，所述测试轨迹的数量为多个，每个测试轨迹对应一个性能测试项目；

基于所述校准轨迹进行坐标系校准，得到激光跟踪仪坐标系与待测机器人坐标系的映射关系；

根据用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹进行测试，得到测试数据，其中，所述性能测试项目包括以下至少之一：点位测试，轨迹测试，所述测试数据包括：所述待测机器人的末端坐标，所述激光跟踪仪测得的靶球坐标；

根据所述映射关系，所述测试数据，以及所述测试数据对应的性能测试项目计算性能测试项目的性能测试结果。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，在根据待测机器人的配置信息确定目标轨迹之前，所述方法还包括：

分别建立与待测机器人系统，激光跟踪仪的连接关系，

其中，已预先通过手动引光的方式将所述激光跟踪仪指向固定在所述待测机器人末端的靶球，所述待测机器人系统包括：所述待测机器人和机器人控制器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，根据待测机器人的配置信息确定目标轨迹包括：

获取所述用户选择的所述待测机器人的配置信息，其中，所述配置信息包括：所述待测机器人的尺寸信息，所述待测机器人的移动空间信息；

根据所述配置信息确定目标轨迹。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，基于所述校准轨迹进行坐标系校准，得到激光跟踪仪坐标系与待测机器人坐标系的映射关系包括：

接收所述用户选择的校准轨迹；

将所述校准轨迹发送至所述机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述待测机器人按照所述校准轨迹进行移动；

接收在所述校准轨迹中所述机器人控制器返回的第一校准数据和所述激光跟踪仪测得的第二校准数据，其中，所述第一校准数据为所述待测机器人的末端坐标，所述第二校准数据为所述激光跟踪仪测得的靶球坐标；

计算所述第一校准数据和所述第二校准数据之间的转换矩阵，其中，所述转换矩阵能够将所述第二校准数据转换为第一校准数据；

将所述转换矩阵作为所述激光跟踪仪坐标系与所述待测机器人坐标系的映射关系。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，根据用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹进行测试，得到测试数据包括：

获取所述用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹；

将所述对应的测试轨迹发送至所述机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述待测机器人按照所述对应的测试轨迹进行移动；

实时检测所述激光跟踪仪是否追踪到所述待测机器人末端的靶球；

如果检测得到所述激光跟踪仪追踪到所述待测机器人末端的靶球，则接收在所述对应的测试轨迹中所述机器人控制器返回的所述待测机器人的末端坐标和所述激光跟踪仪测得的靶球坐标；

如果检测得到所述激光跟踪仪未追踪到所述待测机器人末端的靶球，则控制所述激光跟踪仪指向目标位置，并接收所述机器人控制器返回的所述待测机器人的末端坐标和所述激光跟踪仪测得的目标位置坐标，其中，所述目标位置为根据所述映射关系和所述对应的测试轨迹计算得到的所述靶球应当在的位置。

第二方面，本发明实施例还提供了一种优化的机器人性能测试装置，所述装置设置在终端设备上，所述装置包括：

确定模块，用于根据待测机器人的配置信息确定目标轨迹，其中，所述目标轨迹包括：校准轨迹，测试轨迹，所述测试轨迹的数量为多个，每个测试轨迹对应一个性能测试项目；

坐标系校准模块，用于基于所述校准轨迹进行坐标系校准，得到激光跟踪仪坐标系与待测机器人坐标系的映射关系；

测试模块，用于根据用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹进行测试，得到测试数据，其中，所述性能测试项目包括以下至少之一：点位测试，轨迹测试，所述测试数据包括：所述待测机器人的末端坐标，所述激光跟踪仪测得的靶球坐标；

计算模块，用于根据所述映射关系，所述测试数据，以及所述测试数据对应的性能测试项目计算性能测试项目的性能测试结果。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述装置还包括：

建立模块，用于分别建立与待测机器人系统，激光跟踪仪的连接关系，

其中，已预先通过手动引光的方式将所述激光跟踪仪指向固定在所述待测机器人末端的靶球，所述待测机器人系统包括：所述待测机器人和机器人控制器。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述确定模块包括：

第一获取单元，用于获取所述用户选择的所述待测机器人的配置信息，其中，所述配置信息包括：所述待测机器人的尺寸信息，所述待测机器人的移动空间信息；

确定单元，用于根据所述配置信息确定目标轨迹。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述坐标系校准模块包括：

第一接收单元，用于接收所述用户选择的校准轨迹；

第一发送单元，用于将所述校准轨迹发送至所述机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述待测机器人按照所述校准轨迹进行移动；

第二接收单元，用于接收在所述校准轨迹中所述机器人控制器返回的第一校准数据和所述激光跟踪仪测得的第二校准数据，其中，所述第一校准数据为所述待测机器人的末端坐标，所述第二校准数据为所述激光跟踪仪测得的靶球坐标；

计算单元，用于计算所述第一校准数据和所述第二校准数据之间的转换矩阵，其中，所述转换矩阵能够将所述第二校准数据转换为第一校准数据；

设定单元，用于将所述转换矩阵作为所述激光跟踪仪坐标系与所述待测机器人坐标系的映射关系。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述测试模块包括：

第二获取单元，用于获取所述用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹；

第二发送单元，用于将所述对应的测试轨迹发送至所述机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述待测机器人按照所述对应的测试轨迹进行移动；

实时检测单元，用于实时检测所述激光跟踪仪是否追踪到所述待测机器人末端的靶球；

第三接收单元，如果检测得到所述激光跟踪仪追踪到所述待测机器人末端的靶球，则接收在所述对应的测试轨迹中所述机器人控制器返回的所述待测机器人的末端坐标和所述激光跟踪仪测得的靶球坐标；

控制单元，如果检测得到所述激光跟踪仪未追踪到所述待测机器人末端的靶球，则控制所述激光跟踪仪指向目标位置，并接收所述机器人控制器返回的所述待测机器人的末端坐标和所述激光跟踪仪测得的目标位置坐标，其中，所述目标位置为根据所述映射关系和所述对应的测试轨迹计算得到的所述靶球应当在的位置。

本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供了一种优化的机器人性能测试方法及装置，该方法应用于测试系统软件，测试系统软件设置在终端设备上，包括：根据待测机器人的配置信息确定目标轨迹，其中，目标轨迹包括：校准轨迹，测试轨迹，测试轨迹的数量为多个，每个测试轨迹对应一个性能测试项目；基于校准轨迹进行坐标系校准，得到激光跟踪仪坐标系与待测机器人坐标系的映射关系；根据用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹进行测试，得到测试数据，其中，性能测试项目包括以下至少之一：点位测试，轨迹测试，测试数据包括：待测机器人的末端坐标，激光跟踪仪测得的靶球坐标；根据映射关系，测试数据，以及测试数据对应的性能测试项目计算性能测试项目的性能测试结果。

现有的机器人性能测试方法中需要手动设置试验位姿、手动保存原始数据、自定义测试轨迹、手动计算测试结果，测试过程操作复杂，对测试人员要求高，效率低下。与现有的机器人性能测试方法相比，本发明实施例提供了一种优化的机器人性能测试方法，该方法可以根据待测机器人的配置信息自动确定出校准轨迹和测试轨迹，进而，基于校准轨迹进行坐标系校准，得到激光跟踪仪坐标系与待测机器人坐标系的映射关系，并根据用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹进行测试，得到测试数据，最后，根据映射关系，测试数据，以及测试数据对应的性能测试项目计算性能测试项目的性能测试结果。该方法能够为用户提供校准轨迹和测试轨迹，无需用户自定义设置，能够自动计算测试结果，并且能够通过该测试系统软件同时控制待测机器人和激光跟踪仪，减少了在机器人系统和激光跟踪仪系统之间的反复切换操作，操作简单，降低了对用户的技术要求，提高了测试效率，缓解了现有的机器人性能测试方法操作复杂，对测试人员要求高，效率低下的技术问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种优化的机器人性能测试方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的测试设备的连接结构示意图；

图3为本发明实施例提供的根据待测机器人的配置信息确定目标轨迹的流程图；

图4为本发明实施例提供的基于校准轨迹进行坐标系校准，得到激光跟踪仪坐标系与待测机器人坐标系的映射关系的流程图；

图5为本发明实施例提供的坐标系校准的示意图；

图6为本发明实施例提供的根据用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹进行测试，得到测试数据的流程图；

图7为本发明实施例提供的一种优化的机器人性能测试装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种优化的机器人性能测试方法进行详细介绍。

实施例一：

一种优化的机器人性能测试方法，应用于测试系统软件，测试系统软件设置在终端设备上，参考图1，该方法包括：

S102、根据待测机器人的配置信息确定目标轨迹，其中，目标轨迹包括：校准轨迹，测试轨迹，测试轨迹的数量为多个，每个测试轨迹对应一个性能测试项目；

在本发明实施例中，该优化的机器人性能测试方法的执行主体为测试系统软件，该测试系统软件安装在终端设备上。具体的，该终端设备可以为计算机。

本发明中的测试系统软件能够根据待测机器人的配置信息确定目标轨迹，无需用户自定义轨迹，具体内容将在下文中进行描述，在此不再赘述。

S104、基于校准轨迹进行坐标系校准，得到激光跟踪仪坐标系与待测机器人坐标系的映射关系；

在得到校准轨迹后，基于校准轨迹进行坐标系校准，该过程将在下文中进行具体描述，在此不再赘述，最终，得到激光跟踪仪坐标系与待测机器人坐标系的映射关系。

S106、根据用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹进行测试，得到测试数据，其中，性能测试项目包括以下至少之一：点位测试，轨迹测试，测试数据包括：待测机器人的末端坐标，激光跟踪仪测得的靶球坐标；

在进行坐标系校准后，根据用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹进行测试，得到测试数据，具体内容在下文中进行描述。

S108、根据映射关系，测试数据，以及测试数据对应的性能测试项目计算性能测试项目的性能测试结果。

在得到测试数据后，测试系统软件可以根据映射关系，测试数据，以及测试数据对应的性能测试项目自动计算性能测试项目的性能测试结果。

计算的原理依据GB/T12642-2013，工业机器人性能规范及其试验方法标准。

具体的，下面以点位测试为例进行说明：

对于点位测试中的绝对定位精度的计算：

其中，

和

是对同一位姿重复响应n次后所得各点集群中心的坐标，x_j、y_j、z_j是第j次待测机器人实际到达的位姿坐标。

具体的，x_j、y_j、z_j即第j次待测机器人移动到该位姿时，激光跟踪仪测得的靶球坐标经过映射关系计算得到的机器人末端点实到位姿。

x_c、y_c、z_c为机器人控制器返回的待测机器人的末端坐标(也称为指令位姿)，根据上述数据便能够计算得到点位测试中的绝对定位精度AP_p。

对于点位测试中的重复定位精度的计算：

其中，

以及x_c，y_c，z_c的含义和上述对应参数的含义相同。进而，便能够计算得到点位测试中的重复定位精度RP_l。

对于轨迹测试中的性能测试结果的计算过程和现有技术中的计算过程相同，在本发明实施例中不再赘述。

也就是，如果用户在该软件上选择了点位测试、轨迹测试，以及其对应的测试轨迹后，同时也选择了测试结果自动计算后，该软件进行点位测试，得到点位测试的测试数据后，自动计算点位测试的性能测试结果，计算完成后，将点位测试的性能测试结果进行保存；然后，继续进行轨迹测试，得到轨迹测试的测试数据后，自动计算轨迹测试的性能测试结果，计算完成后，将轨迹测试的性能测试结果进行保存。

该软件可以测得的性能测试结果包括：位姿准确度(即绝对定位精度)和重复性(即重复定位精度)，多方向位姿准确度变动，距离准确度和重复性，轨迹准确度和重复性，轨迹速度特性，拐角偏差，位置稳定，位置超调量，最小定位时间等，本发明实施例对其不做具体限制。

此外，本发明实施例中的测试系统软件还支持自行导入测试数据进行计算的功能。具体的，在得到测试数据后，将测试数据导入软件对应的性能测试项目中，软件便能自动完成计算，得到性能测试结果。不需要手动计算，提高了计算的准确性。

现有的机器人性能测试方法中需要手动设置试验位姿、手动保存原始数据、自定义测试轨迹、手动计算测试结果，测试过程操作复杂，对测试人员要求高，效率低下。与现有的机器人性能测试方法相比，本发明实施例提供了一种优化的机器人性能测试方法，该方法可以根据待测机器人的配置信息自动确定出校准轨迹和测试轨迹，进而，基于校准轨迹进行坐标系校准，得到激光跟踪仪坐标系与待测机器人坐标系的映射关系，并根据用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹进行测试，得到测试数据，最后，根据映射关系，测试数据，以及测试数据对应的性能测试项目计算性能测试项目的性能测试结果。该方法能够为用户提供校准轨迹和测试轨迹，无需用户自定义设置，能够自动计算测试结果，并且能够通过该测试系统软件同时控制待测机器人和激光跟踪仪，减少了在机器人系统和激光跟踪仪系统之间的反复切换操作，操作简单，降低了对用户的技术要求，提高了测试效率，缓解了现有的机器人性能测试方法操作复杂，对测试人员要求高，效率低下的技术问题。

上述内容对优化的机器人性能测试方法进行了简要介绍，下面对其中涉及到的具体内容进行详细描述。

可选地，在根据待测机器人的配置信息确定目标轨迹之前，该方法还包括：

分别建立与待测机器人系统，激光跟踪仪的连接关系，

其中，已预先通过手动引光的方式将激光跟踪仪指向固定在待测机器人末端的靶球，待测机器人系统包括：待测机器人和机器人控制器。

在本发明实施例中，在使用该测试系统软件进行测试前，先要对其中的设备进行布置。参考图2，将安装有测试系统软件的计算机分别与待测机器人，机器人控制器和激光跟踪仪通过信号线或电源线连接。

激光跟踪仪和待测机器人基座之间的距离L应满足要求：L×φ≥2R，其中，φ为激光跟踪仪的最大转动角，R为机器人工作空间半径。这样可以保证待测机器人整个工作空间都在激光跟踪仪测量范围内。在一次测试过程中，待测机器人和激光跟踪仪的位置不应被移动，即保持二者之间的距离为L。

然后，在计算机上启动测试系统软件，在软件中连接待测机器人和激光跟踪仪，进而建立了与待测机器人系统，激光跟踪仪的连接关系。

该测试系统软件可以调用待测机器人和激光跟踪仪的底层程序，直接在该软件界面中对待测机器人、激光跟踪仪进行操作并可以读取其数据。已有的功能包括：控制待测机器人移动到指定位置，控制待测机器人移动到指定位姿，控制待测机器人按照指定的轨迹、速度移动，读取待测机器人的末端位置、姿态角，控制激光跟踪仪移动到指定位置，控制激光跟踪仪选择测量方式，控制激光跟踪仪开始、中断测量，读取激光跟踪仪测量的数据等。这些功能满足了机器人标定、性能测试的需求。这样，在测试过程中，可以只使用本测试系统的软件来完成操作，不需要在机器人操作系统和激光跟踪仪操作系统之间进行切换。

连接完成后，在测试系统软件中选择自动性能测试。本发明实施例中的测试系统软件还能具有标定的功能，在本发明实施例中对标定的功能不进行具体介绍。

另外，还需要手动引光一次，使激光跟踪仪发出的激光指向固定在待测机器人末端的靶球。

进一步地，参考图3，根据待测机器人的配置信息确定目标轨迹包括：

S301、获取用户选择的待测机器人的配置信息，其中，配置信息包括：待测机器人的尺寸信息，待测机器人的移动空间信息；

在完成建立与待测机器人系统，激光跟踪仪的连接关系和手动引光后，用户在测试系统软件上对待测机器人进行配置，测试系统软件获取待测机器人的配置信息。

S302、根据配置信息确定目标轨迹。

在获取得到待测机器人的配置信息后，根据配置信息给出推荐使用的目标轨迹。该目标轨迹符合GB/T12642-2013，工业机器人性能规范及其试验方法标准中的要求。

在得到目标轨迹后，参考图4，基于校准轨迹进行坐标系校准，得到激光跟踪仪坐标系与待测机器人坐标系的映射关系包括：

S401、接收用户选择的校准轨迹；

在得到软件推荐使用的目标轨迹后，接收用户选择的校准轨迹。

当然，用户也可以导入、编辑自定义轨迹。如果使用自定义轨迹，需要保持待测机器人末端的方向不变，且与后续测试中的方向一致。

S402、将校准轨迹发送至机器人控制器，以使机器人控制器控制待测机器人按照校准轨迹进行移动；

在得到校准轨迹后，将校准轨迹发送至机器人控制器，这样，机器人控制器就会控制待测机器人按照校准轨迹进行移动。

S403、接收在校准轨迹中机器人控制器返回的第一校准数据和激光跟踪仪测得的第二校准数据，其中，第一校准数据为待测机器人的末端坐标，第二校准数据为激光跟踪仪测得的靶球坐标；

S404、计算第一校准数据和第二校准数据之间的转换矩阵，其中，转换矩阵能够将第二校准数据转换为第一校准数据；

该计算的过程是由软件自动完成的，不需要手动进行计算，下面对其中的计算原理进行介绍：

具体的，第一校准数据(即待测机器人的末端坐标)记为p_A(i)＝(x_c(i),y_c(i),z_c(i))^T，下标A表示在待测机器人坐标系中，i＝1,2,…,n，表示测量点的序号。第二校准数据(激光跟踪仪测得的靶球坐标)记为m_B(i)＝(x_m(i),y_m(i),z_m(i))^T，下标B表示在激光跟踪仪坐标系中。

参考图5，图5为坐标系校准的示意图。根据示意图可得，p_A(i)＝m_A(i)+[p_A(i)-m_A(i)]，其中，m_A(i)为靶球在待测机器人坐标系中的位置。由于待测机器人末端的方向不变，靶球与待测机器人末端的相对位置也不变，即[p_A(i)-m_A(i)]为常量。

再根据坐标系转换关系，

其中，为

为激光跟踪仪坐标系到待测机器人坐标系的旋转矩阵(3×3)，

为激光跟踪仪坐标系的原点B₀在待测机器人坐标系中位置，由于激光跟踪仪坐标系与待测机器人坐标系在测量过程中不变，所以，

和

为常量。

根据上述两个式子可得：

易得

为常量，则有

令矩阵E＝[p_A(2)-p_A(1)...p_A(n)-p_A(n-1)]，

矩阵F＝[m_B(2)-m_B(1)...m_B(n)-m_B(n-1)]。

则有，

将第一校准数据和第二校准数据代入，计算得到旋转矩阵

再将计算得到的

代入

中，可以得到

的值，记为C。

根据转换矩阵(4×4)的性质，可以得到转换矩阵

且有

即可以根据靶球在激光跟踪仪坐标系中的位置求得待测机器人的末端在待测机器人坐标系中的位置。

S405、将转换矩阵作为激光跟踪仪坐标系与待测机器人坐标系的映射关系。

可选地，参考图6，根据用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹进行测试，得到测试数据包括：

S601、获取用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹；

在完成坐标系校准后，用户在测试系统软件中选择需要测量的性能测试项目和对应的测试轨迹。当然，本发明实施例中的测试系统软件还支持自行导入、编辑自定义测试轨迹。使用自定义测试轨迹时，需要注意保持机器人末端的方向不变，且与坐标系校准时一致。

用户可以一次性选择多个性能测试项目和其对应的测试轨迹，并选择性能测试结果的计算方式，测试系统软件获取性能测试项目和对应的测试轨迹。

S602、将对应的测试轨迹发送至机器人控制器，以使机器人控制器控制待测机器人按照对应的测试轨迹进行移动；

在得到对应的测试轨迹后，将对应的测试轨迹发送至机器人控制器，这样机器人控制器控制待测机器人按照对应的测试轨迹进行移动，此时，激光跟踪仪同时对待测机器人末端的靶球进行跟踪。

S603、实时检测激光跟踪仪是否追踪到待测机器人末端的靶球；

在测试的过程中，实时检测激光跟踪仪是否追踪到待测机器人末端的靶球。因为，有时候待测机器人移动速度较快或者待测机器人的机械臂会挡住激光跟踪仪发出的激光，激光跟踪仪无法追踪到待测机器人末端的靶球，也就是断光的状况。

S604、如果检测得到激光跟踪仪追踪到待测机器人末端的靶球，则接收在对应的测试轨迹中机器人控制器返回的待测机器人的末端坐标和激光跟踪仪测得的靶球坐标；

S605、如果检测得到激光跟踪仪未追踪到待测机器人末端的靶球，则控制激光跟踪仪指向目标位置，并接收机器人控制器返回的待测机器人的末端坐标和激光跟踪仪测得的目标位置坐标，其中，目标位置为根据映射关系和对应的测试轨迹计算得到的靶球应当在的位置。

如果检测得到激光跟踪仪未追踪到待测机器人末端的靶球，软件会控制激光跟踪仪指向目标位置。该目标位置为根据映射关系和对应的测试轨迹计算得到的靶球应当在的位置，具体的，当某一时刻发生断光状况时，软件会根据断光时的待测机器人的末端坐标(即对应的测试轨迹)和映射关系计算得到靶球应当在的位置，使得激光跟踪仪指向该位置。

因为一般情况下机器人的绝对定位精度相比靶球的直径都很小，所以基本可以保证激光跟踪仪指向目标位置时能够使激光射向靶球。

本发明实施例提供的优化的机器人性能测试方法具有以下优点：

1、操作过程中，可以在同一个软件界面中控制机器人和激光跟踪仪，不再需要在两个操作系统中频繁切换；

2、性能测试过程中，用户不再需要一直进行操作，只需要在测试开始前进行一次引光和基本的设置，便可以自动进行操作。测试的结果自动保存，性能测试指标可以自动计算。节约了人力消耗，降低了对操作员的技术要求；

3、预设了机器人和激光跟踪仪的性能测试轨迹，在对机器人进行测试时，可以不必自行设计轨迹，降低了对操作员的技术要求；

4、可以自动按顺序完成多项性能测试；

5、断光后，可以自动引导激光跟踪仪追踪机器人末端固定的靶球。

实施例二：

一种优化的机器人性能测试装置，该装置设置在终端设备上，参考图7，该装置包括：

确定模块11，用于根据待测机器人的配置信息确定目标轨迹，其中，目标轨迹包括：校准轨迹，测试轨迹，测试轨迹的数量为多个，每个测试轨迹对应一个性能测试项目；

坐标系校准模块12，用于基于校准轨迹进行坐标系校准，得到激光跟踪仪坐标系与待测机器人坐标系的映射关系；

测试模块13，用于根据用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹进行测试，得到测试数据，其中，性能测试项目包括以下至少之一：点位测试，轨迹测试，测试数据包括：待测机器人的末端坐标，激光跟踪仪测得的靶球坐标；

计算模块14，用于根据映射关系，测试数据，以及测试数据对应的性能测试项目计算性能测试项目的性能测试结果。

本发明实施例提供了一种优化的机器人性能测试装置，该装置可以根据待测机器人的配置信息自动确定出校准轨迹和测试轨迹，进而，基于校准轨迹进行坐标系校准，得到激光跟踪仪坐标系与待测机器人坐标系的映射关系，并根据用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹进行测试，得到测试数据，最后，根据映射关系，测试数据，以及测试数据对应的性能测试项目计算性能测试项目的性能测试结果。该装置能够为用户提供校准轨迹和测试轨迹，无需用户自定义设置，能够自动计算测试结果，并且能够通过该测试系统软件同时控制待测机器人和激光跟踪仪，减少了在机器人系统和激光跟踪仪系统之间的反复切换操作，操作简单，降低了对用户的技术要求，提高了测试效率，缓解了现有的机器人性能测试装置操作复杂，对测试人员要求高，效率低下的技术问题。

可选地，该装置还包括：

建立模块，用于分别建立与待测机器人系统，激光跟踪仪的连接关系，

其中，已预先通过手动引光的方式将激光跟踪仪指向固定在待测机器人末端的靶球，待测机器人系统包括：待测机器人和机器人控制器。

可选地，确定模块包括：

第一获取单元，用于获取用户选择的待测机器人的配置信息，其中，配置信息包括：待测机器人的尺寸信息，待测机器人的移动空间信息；

确定单元，用于根据配置信息确定目标轨迹。

可选地，坐标系校准模块包括：

第一接收单元，用于接收用户选择的校准轨迹；

第一发送单元，用于将校准轨迹发送至机器人控制器，以使机器人控制器控制待测机器人按照校准轨迹进行移动；

第二接收单元，用于接收在校准轨迹中机器人控制器返回的第一校准数据和激光跟踪仪测得的第二校准数据，其中，第一校准数据为待测机器人的末端坐标，第二校准数据为激光跟踪仪测得的靶球坐标；

计算单元，用于计算第一校准数据和第二校准数据之间的转换矩阵，其中，转换矩阵能够将第二校准数据转换为第一校准数据；

设定单元，用于将转换矩阵作为激光跟踪仪坐标系与待测机器人坐标系的映射关系。

可选地，测试模块包括：

第二获取单元，用于获取用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹；

第二发送单元，用于将对应的测试轨迹发送至机器人控制器，以使机器人控制器控制待测机器人按照对应的测试轨迹进行移动；

实时检测单元，用于实时检测激光跟踪仪是否追踪到待测机器人末端的靶球；

第三接收单元，如果检测得到激光跟踪仪追踪到待测机器人末端的靶球，则接收在对应的测试轨迹中机器人控制器返回的待测机器人的末端坐标和激光跟踪仪测得的靶球坐标；

控制单元，如果检测得到激光跟踪仪未追踪到待测机器人末端的靶球，则控制激光跟踪仪指向目标位置，并接收机器人控制器返回的待测机器人的末端坐标和激光跟踪仪测得的目标位置坐标，其中，目标位置为根据映射关系和对应的测试轨迹计算得到的靶球应当在的位置。

该实施例二中的具体内容可以参考上述实施例一中的描述，在此不再赘述。

本发明实施例所提供的优化的机器人性能测试方法及装置的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种优化的机器人性能测试方法，其特征在于，应用于测试系统软件，所述测试系统软件设置在终端设备上，所述方法包括：

根据待测机器人的配置信息确定目标轨迹，其中，所述目标轨迹包括：校准轨迹，测试轨迹，所述测试轨迹的数量为多个，每个测试轨迹对应一个性能测试项目；

基于所述校准轨迹进行坐标系校准，得到激光跟踪仪坐标系与待测机器人坐标系的映射关系；

根据用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹进行测试，得到测试数据，其中，所述性能测试项目包括以下至少之一：点位测试，轨迹测试，所述测试数据包括：所述待测机器人的末端坐标，所述激光跟踪仪测得的靶球坐标；

根据所述映射关系，所述测试数据，以及所述测试数据对应的性能测试项目计算性能测试项目的性能测试结果；

在根据待测机器人的配置信息确定目标轨迹之前，所述方法还包括：

分别建立与待测机器人系统，激光跟踪仪的连接关系，

其中，已预先通过手动引光的方式将所述激光跟踪仪指向固定在所述待测机器人末端的靶球，所述待测机器人系统包括：所述待测机器人和机器人控制器；

根据用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹进行测试，得到测试数据包括：

获取所述用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹；

将所述对应的测试轨迹发送至所述机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述待测机器人按照所述对应的测试轨迹进行移动；

实时检测所述激光跟踪仪是否追踪到所述待测机器人末端的靶球；

如果检测得到所述激光跟踪仪追踪到所述待测机器人末端的靶球，则接收在所述对应的测试轨迹中所述机器人控制器返回的所述待测机器人的末端坐标和所述激光跟踪仪测得的靶球坐标；

如果检测得到所述激光跟踪仪未追踪到所述待测机器人末端的靶球，则控制所述激光跟踪仪指向目标位置，并接收所述机器人控制器返回的所述待测机器人的末端坐标和所述激光跟踪仪测得的目标位置坐标，其中，所述目标位置为根据所述映射关系和所述对应的测试轨迹计算得到的所述靶球应当在的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据待测机器人的配置信息确定目标轨迹包括：

获取所述用户选择的所述待测机器人的配置信息，其中，所述配置信息包括：所述待测机器人的尺寸信息，所述待测机器人的移动空间信息；

根据所述配置信息确定目标轨迹。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述校准轨迹进行坐标系校准，得到激光跟踪仪坐标系与待测机器人坐标系的映射关系包括：

接收所述用户选择的校准轨迹；

将所述校准轨迹发送至所述机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述待测机器人按照所述校准轨迹进行移动；

接收在所述校准轨迹中所述机器人控制器返回的第一校准数据和所述激光跟踪仪测得的第二校准数据，其中，所述第一校准数据为所述待测机器人的末端坐标，所述第二校准数据为所述激光跟踪仪测得的靶球坐标；

计算所述第一校准数据和所述第二校准数据之间的转换矩阵，其中，所述转换矩阵能够将所述第二校准数据转换为第一校准数据；

将所述转换矩阵作为所述激光跟踪仪坐标系与所述待测机器人坐标系的映射关系。

4.一种优化的机器人性能测试装置，其特征在于，所述装置设置在终端设备上，所述装置包括：

确定模块，用于根据待测机器人的配置信息确定目标轨迹，其中，所述目标轨迹包括：校准轨迹，测试轨迹，所述测试轨迹的数量为多个，每个测试轨迹对应一个性能测试项目；

坐标系校准模块，用于基于所述校准轨迹进行坐标系校准，得到激光跟踪仪坐标系与待测机器人坐标系的映射关系；

测试模块，用于根据用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹进行测试，得到测试数据，其中，所述性能测试项目包括以下至少之一：点位测试，轨迹测试，所述测试数据包括：所述待测机器人的末端坐标，所述激光跟踪仪测得的靶球坐标；

计算模块，用于根据所述映射关系，所述测试数据，以及所述测试数据对应的性能测试项目计算性能测试项目的性能测试结果；

所述装置还包括：

建立模块，用于分别建立与待测机器人系统，激光跟踪仪的连接关系，

其中，已预先通过手动引光的方式将所述激光跟踪仪指向固定在所述待测机器人末端的靶球，所述待测机器人系统包括：所述待测机器人和机器人控制器；

所述测试模块包括：

第二获取单元，用于获取所述用户选择的性能测试项目和对应的测试轨迹；

第二发送单元，用于将所述对应的测试轨迹发送至所述机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述待测机器人按照所述对应的测试轨迹进行移动；

实时检测单元，用于实时检测所述激光跟踪仪是否追踪到所述待测机器人末端的靶球；

第三接收单元，如果检测得到所述激光跟踪仪追踪到所述待测机器人末端的靶球，则接收在所述对应的测试轨迹中所述机器人控制器返回的所述待测机器人的末端坐标和所述激光跟踪仪测得的靶球坐标；

控制单元，如果检测得到所述激光跟踪仪未追踪到所述待测机器人末端的靶球，则控制所述激光跟踪仪指向目标位置，并接收所述机器人控制器返回的所述待测机器人的末端坐标和所述激光跟踪仪测得的目标位置坐标，其中，所述目标位置为根据所述映射关系和所述对应的测试轨迹计算得到的所述靶球应当在的位置。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：

第一获取单元，用于获取所述用户选择的所述待测机器人的配置信息，其中，所述配置信息包括：所述待测机器人的尺寸信息，所述待测机器人的移动空间信息；

确定单元，用于根据所述配置信息确定目标轨迹。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述坐标系校准模块包括：

第一接收单元，用于接收所述用户选择的校准轨迹；

第一发送单元，用于将所述校准轨迹发送至所述机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述待测机器人按照所述校准轨迹进行移动；

第二接收单元，用于接收在所述校准轨迹中所述机器人控制器返回的第一校准数据和所述激光跟踪仪测得的第二校准数据，其中，所述第一校准数据为所述待测机器人的末端坐标，所述第二校准数据为所述激光跟踪仪测得的靶球坐标；

计算单元，用于计算所述第一校准数据和所述第二校准数据之间的转换矩阵，其中，所述转换矩阵能够将所述第二校准数据转换为第一校准数据；

设定单元，用于将所述转换矩阵作为所述激光跟踪仪坐标系与所述待测机器人坐标系的映射关系。

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