CN108496145A - 校准具有工业机器人的触摸屏面板的方法及其系统、工业机器人和触摸屏 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于校准触摸屏面板(11)的方法以及使用该方法的系统(1)、工业机器人(10)和触摸屏面板(11)。所述方法包括以下步骤：(a)限定对于位置测量具有预定准确度的触摸屏(112)的至少一个区域(20)；(b)记录工业机器人在触摸屏(112)的至少一个区域(20)上的多个第一触摸点上的多个运动学参数；(c)记录触摸屏(112)的至少一个区域(20)上的多个第一触摸点上的多个第一位置值；(d)使用运动学参数并且使用第一位置值确定工业机器人(10)的运动学模型的第一校准数据；(e)使用第一校准数据计算地修正工业机器人(10)的运动学模型的误差；(f)记录其边界的至少一部分向外延伸的至少一个区域(20)上的多个第二触摸点上的多个第二位置值；(g)使用运动学参数并且使用第二位置值确定触摸屏(112)的第二校准数据；(h)使用第二校准数据计算地修正触摸屏(112)的位置测量的误差；以及针对工业机器人(10)的不同姿势迭代地重复步骤(b)至(h)，直到迭代步骤不再产生工业机器人(10)的运动学模型的误差修正的显著改进为止。

Description

校准具有工业机器人的触摸屏面板的方法及其系统、工业机 器人和触摸屏

技术领域

本发明涉及触摸屏的校准，更具体地涉及触摸屏的位置测量的校准。

背景技术

触摸屏面板是通常被层叠在信息处理系统的电子视觉显示器的顶部上的输入设备，其常见于诸如游戏机、个人计算机、平板计算机、电子投票机以及智能手机的设备中。它们也可以被附接到计算机或者作为终端被附接到网络。用户可以通过利用特殊触控笔/钢笔和/或一个或多个手指触摸屏幕的简单或多点触摸手势而给出输入或控制信息处理系统。

存在通过不同方法感测触摸的各种触摸屏技术，诸如电阻触摸屏、表面声波触摸屏、电容触摸屏等。使用电容触摸屏作为示例，对触摸屏面板的屏幕进行触摸导致屏幕的静电场的畸变，该畸变可被测量为电容的变化。不同的已知技术可以被用于确定触摸的位置，并且该位置随后被发送到触摸屏面板控制器以便处理。专利US 4 853 498 A公开了一种位置确定方法，其中电容触摸屏面板的位置测量具有导电面板、和用于生成指示触控笔触摸位置的地址信号的装置。根据专利US 4 863 498 A的触摸屏面板提供了这样一种面板，其恒定电阻率的导电层采用位置测量装置来生成地址信号，该地址信号指示面板上与触控笔接触的位置。位置测量信号被施加于沿着面板的相应侧边缘定位的第一对对置电极和第二对对置电极。导电层的电阻率在相应的第一对电极与第二对电极之间建立有效的电阻Rx和Ry。位置测量子电路测量在任何触控笔触摸导电层时的、通过电极汲取的电流，从而形成指示触控笔接触面板的位置的地址信号。本领域技术人员应该理解的是，屏幕上两个触摸点之间的距离可以使用指示这两个触摸点的位置的地址信号而进行计算。

趋向于更敏感、更高分辨率、更多维度(即具有方位的3D位置测量)的触摸技术使得其适用于工业机器人调试系统中的位置测量。与基于激光器或基于编码器的工业3D测量设备相比，触摸屏面板触手可及并且价格低廉。

通过使用触摸屏面板的位置测量取决于在触摸屏上的触摸点处建立的有效电阻，并且如上计算的两个触摸点之间的距离由于被放置在触摸点之间的感测元件的错位的影响而具有误差。因此，在触摸点被限定在触摸屏的相对较小的区域中的地方、例如诸如为在一个方向上包含小于10个感测元素的相对较小的区域，针对触摸点位置测量的距离误差较小，因此对于相对较高准确度的位置测量来说可以被忽略。然而，当应用于触摸屏的相对较大区域时、例如在一个方向上包含多于10个感测元件时，位置测量的准确度变得不令人满意。

坐标测量机(CMM)可以被用于校准触摸屏坐标系统以减小位置测量误差。然而，由于引入额外的类似CMM的设备，这使得工业机器人调试系统更昂贵。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种用于校准触摸屏面板的方法，其中触摸屏面板被设置在工业机器人的工作范围中以使得工业机器人能够对触摸屏面板的触摸屏进行触摸，所述方法包括以下步骤：(a)限定对于位置测量具有预定准确度的触摸屏的至少一个区域；(b)记录工业机器人在触摸屏的至少一个区域上的多个第一触摸点上的多个运动学参数；(c)记录触摸屏的至少一个区域上的多个第一触摸点上的多个第一位置值；(d)使用运动学参数并且使用第一位置值确定工业机器人的运动学模型的第一校准数据；(e)使用第一校准数据计算地修正工业机器人的运动学模型的误差；(f)记录其边界的至少一部分向外延伸的至少一个区域上的多个第二触摸点上的多个第二位置值；(g)使用运动学参数并且使用第二位置值确定触摸屏的第二校准数据；(h)使用第二校准数据计算地修正触摸屏的位置测量的误差；以及针对工业机器人的不同姿势迭代地重复步骤(b)至(h)，直到迭代步骤不再产生工业机器人的运动学模型的误差修正的显著改进为止。

根据本发明的另一方面，提供一种用于校准触摸屏面板的系统，其包括工业机器人和触摸屏面板，该工业机器人和该触摸屏面板被配置为执行用于校准触摸屏面板的方法。

根据本发明的另一方面，提供一种工业机器人，其包括机器人控制器和机器人存储器，该机器人控制器和该机器人存储器被配置为执行用于校准触摸屏面板的方法。

根据本发明的另一方面，提供一种触摸屏面板，其包括触摸屏面板控制器和触摸屏面板存储器，该触摸屏面板控制器和该触摸屏面板存储器被配置为执行用于校准触摸屏面板的方法。

通过使用所述方法以及使用所述方法的系统、工业机器人和触摸屏面板，首先在足够的位置测量准确度的情况下限定了触摸屏面板的区域，并且触摸屏面板的相对较小的区域提供了可接受的位置测量准确度。因此，这使得可以使用触摸屏面板、尤其是使用如在其上限定的至少一个区域来校准工业机器人，否则将需要使用额外的校准工具来校准工业机器人。通过为了触摸屏面板校准的目的而再使用工业机器人调试系统中的工业机器人，这对于解决添加校准的新功能与降低系统的成本之间的相互矛盾的需求方面是有帮助的。由于不需要触摸屏面板校准的额外的设备，所以这是有利的。

优选地，第一触摸点的数目等于或大于工业机器人的运动学参数的数目。

优选地，第二触摸点的数目等于或大于触摸屏的维数。

优选地，在步骤(e)中，至少一个区域被延伸以包围前一个区域。这允许区域从之前的区域逐渐扩大，因此随着迭代循环的进程使区域扩大将不会导致校准准确度的显著降低。

优选地，在步骤(e)中，第二触摸点的至少一部分被分布在至少一个区域的延伸部分中。因此，提供了用于适配扩大区域中的误差分布的映射函数的精细化(refinery)。

优选地，所述方法进一步包括在迭代终止之后的以下步骤：使用运动学参数并且使用第二位置值确定触摸屏的第三校准数据；以及使用第三校准数据计算地修正触摸屏的其余区域的位置测量的误差。在迭代终止时，工业机器人的绝对准确度收敛，这例如通过在笛卡尔空间中的工业机器人末端执行器的位置准确度表示。因此，找到工业机器人最优运动学模型以用于触摸屏的整个区域的校准。因此，可以实现触摸屏的整个区域的校准。

附图说明

将在下文中参照附图中图示的优选示例性实施例而更详细地解释本发明的主题，附图中：

图1图示了根据本发明的实施例的工业机器人调试系统；

图2示出了根据本发明的实施例利用工业机器人的触摸屏面板校准的示意图，其中箭头指示触摸屏面板校准过程的进程；

图3A和图3B示出了根据本发明的实施例的区域及其延伸的变型；

图4图示了根据本发明的实施例的通过使用触摸屏面板、在其中一次迭代中的工业机器人校准；

图5示出了根据本发明的实施例的通过使用工业机器人、在其中一次迭代中的触摸屏校准。

附图中使用的附图标记及其含义在附图标记的列表中以概要的方式列出。原则上，在附图中，相同的部分被设置为相同的附图标记。

具体实施方式

在下面的描述中，为了解释并且非限制性的目的，阐述了特定细节，诸如具体电路、电路元件、界面、技术等，以便提供对本发明的彻底理解。然而，对于本领域技术人员将明显的是，本发明可以在与这些特定细节不同的其它实施例中实践。在其它实例中，公知方法和编程程序、设备以及电路的详细描述被省略，以便不会使用不必要的细节而模糊本发明的描述。

图1图示了根据本发明的实施例的工业机器人调试系统。如图1所示，工业机器人系统1包括工业机器人10和触摸屏面板11。工业机器人10的姿势、位置和移动参照工业机器人坐标系x_r，y_r，z_r、例如工业机器人的基础坐标系。工业机器人10设置有工业机器人控制器100，其包括至少一个处理器、存储器和通信装置。在该示例中，工业机器人控制器100被用于执行根据本发明的方法的大多数步骤。触摸屏面板11包括触摸屏112、触摸屏面板控制器110和触摸屏面板存储器111，触摸屏面板存储器111可以读取并记录触控笔关于触摸屏坐标系x_t，y_t，z_t的触摸位置。作为备选，触摸屏面板控制器110被用于执行根据本发明的方法中的大多数步骤。触控笔可以基于电磁、基于超声波和基于机械。触摸屏面板11的触摸屏112还可以显示并且控制如何显示。优选的是，触摸屏控制器110具有计算能力以运行APP。优选地，就测量能力而言，WACOM的商业可用的平板计算机可以达到5微米触摸。工业机器人控制器100和触摸屏面板控制器110可以经由通信链路彼此通信，这组成了工业机器人调试控制系统。末端执行器12在关于工业机器人坐标系x_t，y_t，z_t的已知位置处被附接到工业机器人凸缘101，并且触摸屏面板11被设置在工业机器人10的工作范围中，以使得当工业机器人11利用预编程的机器人目标而呈现特定姿势时，末端执行器12可以与工业机器人10以及触摸屏面板11的触摸屏112一起移动。其末端具有触控笔的末端执行器12可以与具有能够利用电磁波束、超声波束、或机械接触而触摸触摸屏的基于电磁、基于超声波或基于机械的触控笔的工业机器人呈固定的关系。因此，触摸屏面板11的触摸屏112可以对读取并记录触摸点的电磁波束、超声波束或机械接触进行检测。与末端执行器和工业机器人10呈固定关系相比较，备选的末端执行器的不同之处在于其触控笔可以关于工业机器人10伸出。

工业机器人系统1必须是自动且准确的以使得末端执行器12的触控笔触摸触摸屏面板11的触摸屏112。为了实现自动且准确的触摸点，需要机器人的软控制和柔顺控制。为了实现机器人的这种软控制和柔顺控制，可以使用包括力/扭矩传感器的力控制。在机器人安装中不包括力控制时，可以适配触摸屏面板控制器110来将指示发生触摸的信号发送到工业机器人控制器100，以便移动机器人与触摸屏面板11的触摸屏112接触、但是仍然保持柔顺以找到触摸点的确切准确的位置。一旦末端执行器12位于触摸位置，那么位置数据可以在触摸屏面板控制器110内被读取，并且与用于计算工业机器人坐标系x_r，y_r，z_r与触摸屏坐标系x_t、y_t、z_t之间的关系的参照值一起使用。

图2示出根据本发明的实施例的利用工业机器人的触摸屏面板校准的示意图，其中箭头指示触摸屏面板校准过程的进程。

参照图2，在步骤(a)中，用于校准触摸屏面板11的校准方法在这里开始于限定对于位置测量具有预定准确度的触摸屏112的至少一个区域20。在触摸屏112上限定的区域20为例如具有半径的圆形。为了通过触摸屏面板11实现预定的位置测量准确度，至少一个区域20中的每一个区域被选择为使得其在沿着位置测量的方向、例如圆形区域20的直径方向上覆盖多个感测元件，并且这种感测元件的数目被保持在最大值以下以使得考虑到多个感测元件在内的累积误差不会超过阈值，例如取决于硬件分辨率，在2mm*2mm的区域处的准确度将是良好的。在2mm*2mm那么小的区域处的触摸屏面板的准确度可以被考虑为标称分辨率值。即，对于具有0.05mm分辨率的触摸屏面板来说，小区域处的位置测量准确度可以为0.05mm。下面的等式例示了累积误差与感测元件的数目之间的相关性：

其中，E表示累积误差，e表示感测元件的误差i，N是设置在感测点之间的感测元件的数目。

通过限定在足够的位置测量准确度状况下的触摸屏面板的区域，触摸屏面板11的相对小的区域20提供了可接受的位置测量准确度。因此，这使得能够使用触摸屏面板来校准工业机器人、尤其是使用如在其上限定的至少一个区域20来校准工业机器人，否则将需要使用额外的校准工具来校准工业机器人。

迭代循环包括具有由工业机器人触摸的区域的扩大进程的步骤(b)至(h)，该区域诸如为迭代1中由标记20表示的区域、迭代2中的区域20’、以及迭代3中的区域20”。如图2所示，在迭代步骤不再导致工业机器人的运动学模型的误差修正的显著改善时，迭代循环在三轮迭代之后终止。改善的显著性可以通过工业机器人的运动学模型被修正的准确度程度而测量，例如，工业机器人的末端执行器位置的误差被调节到处于预定水平以下、诸如笛卡尔空间中的0.01mm。在这种情况下，工业机器人的绝对准确度收敛，这例如通过在笛卡尔空间中的工业机器人末端执行器位置准确度来表示，因此，找到工业机器人的最优运动学模型以用作触摸屏的整个区域的校准。在工业机器人被重新校准之后，机器人准确度可以被用作重新校准触摸面板的参照。通常，在运动学重新校准之后，机器人可以在100mm*100mm的区域内达到0.1mm的准确度。

根据步骤(b)，通过工业机器人10对触摸屏112的至少一个区域20上的多个第一触摸点进行触摸，并且针对工业机器人10触摸区域20上的第一触摸点时的姿势来记录工业机器人10的多个运动学参数。例如，这些运动学参数可以被存储在工业机器人存储器中。在步骤(c)中，触摸屏112的至少一个区域上的多个第一触摸点上的多个第一位置值被记录。例如，这些第一位置值可以被存储在触摸屏面板存储器中。

当工业机器人运动学参数和第一触摸点位置值已经被拾取时，在步骤(d)中，工业机器人的运动学模型的第一校准数据使用运动学参数并且使用第一位置值而被确定。第一校准数据包括表示区域内的一对第一触摸点的位置之间的差异信息的数据，以及表示工业机器人在触摸该对第一触摸点时、在其姿势处呈现的工业机器人运动学参数之间的差异信息的数据。第一校准数据可以包括表示关于多对第一触摸点的上述差异信息的数据，以及能够确定多少对第一触摸点以便给出足够的信息熵来计算工业机器人运动学参数的解的数据。然后，在步骤(e)中，使用第一校准数据计算地修正工业机器人的运动学模型的误差。例如，基于优化设计的原则可以被用于寻找工业机器人运动学参数的最优解，这将在后面参照图4详细地描述，并且改进的局部绝对准确度可以在100mm*100mm下达到0.1mm。

实验结果示出，在给定如步骤(e)中所确定的工业机器人运动学参数的情况下，工业机器人运动学模型提供了针对在其边界向外延伸的区域中的触摸点的各种姿势的准确描述，并且因此在延伸区域中的触摸点的距离可以根据工业机器人运动学模型而被计算至可接受的准确度。换言之，利用其运动学模型的误差修正，与在边界延伸之前的区域相比，工业机器人运动学模型提供了针对在触摸屏的更大区域中所产生触摸点的、具有良好准确度的姿势预测。特别地，由运动学参数所导致的工业机器人末端执行器位置误差在笛卡尔空间中具有连续分布。校准的运动学参数已经在限定的区域中实现了适当的准确度。当这些限定的区域覆盖触摸屏面板时，附近区域中的工业机器人准确度将不会显著改变。因此，在较大区域中的机器人运动仍可以具有相对准确的预测。

为了触摸屏面板校准目的，通过再使用工业机器人调试系统中的工业机器人，对于解决添加校准的新功能并且降低系统的成本的冲突的需求方面是有帮助的。由于不需要额外的设备来用于触摸屏面板校准，因此是有利的。

图3A和图3B示出了根据本发明的实施例的区域及其延伸的变型。如图3A所示，区域通过将其边界的一部分向外延伸而扩大；如图3B所示，前一个区域的边界从该区域的中心等距地延伸，因此延伸后的区域包围前一个区域。在图3A或图3B中，通过斜线标记指示的部分表示触摸屏上的区域的扩大部分。如上所述的第一触摸点通过标记30表示，第二触摸点通过标记31表示。为了加速触摸屏面板的校准，期望具有尽可能宽阔的扩大部分。延伸越大，需要完成触摸屏面板校准的迭代次数越少。另一方面，扩大部分不应该导致校准准确度的显著降低。例如，扩大比例可以是之前的两倍。利用圆形区域举例：πr²→π(2r)²→π(2²r)²→...π(2ⁿr)²，这种指数的扩大可以随着迭代的增加而越来越快，其中区域是圆形的，并且n表示针对半径为r的最小区域的扩大比例。另外，第二触摸点31的至少一部分被分布在至少一个区域的延伸部分中，其可以被用于精细化以下等式(4)中的映射函数，以便适配扩大的区域中的误差分布。

返回图2，根据步骤(f)，其边界的至少一部分向外延伸的至少一个区域上的多个第二触摸点被工业机器人10触摸，并且多个第二位置值例如通过触摸屏面板存储器被记录在触摸屏面板的这些第二触摸点的位置上。

在步骤(g)中，当工业机器人运动学参数和第二触摸点位置值已经被拾取时，使用运动学参数并且使用第二位置值确定触摸屏的第二校准数据。第二校准数据包括表示延伸区域内的一对第二触摸点的位置之间的差异信息的数据，以及表示工业机器人在触摸该对第二触摸点时、在其姿势处呈现的工业机器人运动学参数之间的差异信息的数据。第二校准数据可以包括表示关于多对第二触摸点的上述差异信息的数据，以及能够确定多少对第二触摸点以便给出足够的信息熵来计算触摸屏的延伸区域上的第二点位置的解的数据。然后，在步骤(h)中，使用第二校准数据计算地修正触摸屏的位置测量的误差。例如，基于优化设计的原则可以被用于寻找位置测量的最优解，这将在后面参照图5详细地描述。

在迭代终止之后，该方法进一步包括使用运动学参数并且使用第二位置值确定触摸屏的第三校准数据；并且使用第三校准数据计算地修正触摸屏的其余区域的位置测量的误差。作为结果，触摸屏的整个区域已经被校准。

图4图示了根据本发明的实施例的通过使用触摸屏面板、在其中一次迭代中的工业机器人校准。通过触摸屏面板获得的位置可以被用于识别机器人运动学参数。触摸屏面板11被布置在工业机器人的工作范围中。末端执行器12被附接到工业机器人凸缘。如图4所示，例如在触摸屏面板11的触摸屏112上限定有五个区域、每个区域呈圆形，假设每个区域的位置测量准确度对于校准工业机器人10来说足够高。如之前根据图2所讨论的，每个区域通过保持该区域中的感测元件比预定水平少而预见足够的位置测量准确度，或者由于利用具有良好的位置测量准确度的工业机器人的校准而预见足够的位置测量准确度。此外，随着根据图2的迭代循环的进程，区域20、20’、20”的形状扩大到一定程度以使得它们中的一些可能彼此重叠。随着在触摸屏112上限定的区域的扩大以及针对每次迭代循环的扩大，第一触摸点通过由工业机器人握持的末端执行器12而被分布在区域20、20’、20”中。

工业机器人控制器被编程，并且例如利用软伺服来控制工业机器人以柔顺的方式移动，直到末端执行器12的触控笔触摸触摸屏112上的点为止。触控笔使用机器人软件在机器人坐标系x_r，y_r，z_r中的内置运算而进行计算。当末端执行器12的触控笔触摸触摸屏112的点时，工业机器人存储器可以记录工业机器人在工业机器人坐标系x_r，y_r，z_r中的姿势。触摸屏存储器可以记录触摸屏112上的第一触摸点在触摸屏坐标系x_t，y_t，z_t中的位置。编程的工业机器人控制器然后控制工业机器人重复触摸屏112上的至少另一个触摸的步骤，其中触摸的数目等于或大于工业机器人的运动学参数的数目。例如，如果工业机器人具有4个运动学参数，那么在触摸屏112上具有在工业机器人坐标系x_r，y_r，z_r中的工业机器人姿势以及在触摸屏坐标系x_t、y_t、z_t中的第一触摸点位置的至少三个触摸。工业机器人控制器可以使用工业机器人的至少两个姿势、第一触摸点的至少两个位置以及工业机器人坐标系与触摸屏坐标系之间的关系而优化工业机器人的运动学参数。特别地，例如，工业机器人控制器可以利用机器人的DH参数的函数而将触控笔位置计算为至少N个触摸(N等于所关注的运动学参数的数目)。通常，一系列机器人可以通过Denavit Hartenberg(DH)模型而描述，该模型针对每个机器人链接具有四个参数。即，链接长度、链接偏移、链接扭转以及连接角度。因此，6轴机器人总共具有24个DH参数。在校准所有DH参数的情况下，至少需要24个触摸。通常，第一触摸点的数目等于或大于工业机器人的运动学参数的数目。

当应用于如根据图2描述的本发明的实施例时，工业机器人被编程以移动到N个区域，并且触摸在每个区域中的M个点(第一触摸点)。

POSrij＝f(DH,TCP)(i＝1至N，j＝1至M) (2)

使用N*M个预编程目标，可以利用如下目标函数解决优化问题

其中，POSrij表示与在区域i触摸j处的机器人底座框架有关的触控笔尖端位置，TCP表示触控笔尖端与机器人凸缘框架有关的工具中心点，Ptij表示与在区域i触摸j处的触摸面板框架有关的触摸点位置。这种机器人校准不需要知道确切的机器人工具中心点TCP(诸如末端执行器12)和触摸面板坐标系，因为TCP被包括在优化变量中，同时在等式(3)中仅使用距离信息。这意味着触控笔可以被任意地安装在机器人上，同时触摸面板可以被任意地布置在机器人工作空间中。

校准的触摸屏可以在不需引入用于机器人运动学校准的附加硬件的情况下、被重新用于绝对准确度校准。这对于增加工业机器人系统的集成度、降低系统复杂性和成本方面是有帮助的。并且也减少了空间占用。

图5图示了根据本发明的实施例的通过使用工业机器人、在其中一次迭代中的触摸屏校准。工业机器人控制器被编程，并且例如利用软伺服来控制工业机器人以柔顺的方式移动，直到末端执行器的触控笔触摸触摸屏112上的点位置。触控笔使用机器人软件在机器人坐标系x_r，y_r，z_r中的内置运算而进行计算。当末端执行器的触控笔触摸触摸屏112的点时，工业机器人控制器可以记录末端执行器的触控笔在工业机器人坐标系x_r，y_r，z_r中的位置。触摸屏控制器可以记录触摸屏112上的触摸点在触摸屏坐标系x_t，y_t，z_t中的位置。编程的工业机器人控制器然后利用工业机器人坐标系x_r，y_r，z_r中的触控笔位置和触摸屏坐标系x_t，y_t，z_t中的触摸点位置来控制工业机器人重复触摸屏112上的至少另两个触摸的步骤。

当应用于如根据图2描述的本发明的实施例时，工业机器人被编程以移动到N个区域，并且以相同的间隔平移目标以在每个区域中触摸Z个点(Z为第二触摸点，至少大于二维多项式函数的未知变量的数目，并且第二触摸点的数目等于或大于触摸屏的维数)。

Ptij＝g(Pixelij_x,Pixelij_y,Pixelij_z)(i＝1至N,j＝1至Z) (4)

其中，g是从像素到物理位置的映射函数。例如，g可以是多项式函数，Pixelij_x、Pixelij_y、或Pixelij_z表示触摸屏面板在X、Y、Z方向与触摸面板框架有关的原始像素读数。

使用N*Z个预编程目标，可以利用如下目标函数解决每个区域的优化问题：

其中，POSrij表示关于与在区域i触摸j处的机器人底座框架有关的触控笔尖端位置，TCP表示触控笔尖端与机器人凸缘框架有关的工具中心点，Ptij表示与在区域i触摸j处的触摸面板框架有关的触摸点位置。

虽然已经基于一些优选实施例公开了本发明，但是本领域技术人员将理解的是，那些实施例不应该以任何方式限制本发明的范围。在不脱离本发明的精神和理念的情况下，对实施例的任何变化和修改应该在本领域普通知识和技术人员理解的范围内，并且因此落入由所附权利要求限定的本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种用于校准触摸屏面板的方法，其中所述触摸屏面板被布置在工业机器人的工作范围中，以使得所述工业机器人能够触摸所述触摸屏面板的触摸屏，所述方法包括以下步骤：

(a)限定对于位置测量具有预定准确度的所述触摸屏的至少一个区域；

(b)记录所述工业机器人在所述触摸屏的所述至少一个区域上的多个第一触摸点上的多个运动学参数；

(c)记录所述触摸屏的所述至少一个区域上的所述多个第一触摸点上的多个第一位置值；

(d)使用所述运动学参数并且使用所述第一位置值确定所述工业机器人的运动学模型的第一校准数据；

(e)使用所述第一校准数据计算地修正所述工业机器人的所述运动学模型的误差；

(f)记录在其边界的至少一部分向外延伸的所述至少一个区域上的多个第二触摸点上的多个第二位置值；

(g)使用所述运动学参数并且使用所述第二位置值确定所述触摸屏的第二校准数据；

(h)使用所述第二校准数据计算地修正所述触摸屏的位置测量的误差；以及

针对所述工业机器人的不同姿势迭代地重复步骤(b)至(h)，直到迭代步骤不再产生所述工业机器人的所述运动学模型的误差修正的显著改进为止。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述第一触摸点的数目等于或大于所述工业机器人的所述运动学参数的数目。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：

所述第二触摸点的数目等于或大于所述触摸屏的维数。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：

在步骤(e)中，所述至少一个区域被延伸为包围前一个区域。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：

在步骤(e)中，所述第二触摸点的至少一部分被分布在所述至少一个区域的延伸部分中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括在所述迭代结束之后的以下步骤：

使用所述运动学参数并且使用所述第二位置值确定所述触摸屏的第三校准数据；以及

使用所述第三校准数据计算地修正所述触摸屏的其余区域的位置测量的误差。

7.一种用于校准触摸屏面板的系统，包括工业机器人和触摸屏面板，所述工业机器人和所述触摸屏面板被配置为执行根据权利要求1-6中任一项所述的方法。

8.一种工业机器人，包括机器人控制器和机器人存储器，所述机器人控制器和所述机器人存储器被配置为执行根据权利要求1-6中任一项所述的方法。

9.一种触摸屏面板，包括触摸屏面板控制器和触摸屏面板存储器，所述触摸屏面板控制器和所述触摸屏面板存储器被配置为执行根据权利要求1-6中任一项所述的方法。