CN109807890B - 设备误差的校准方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设备误差的校准方法及装置。其中，该方法包括：获取实体机器人的多个扫描点和各轴的关节角；依据关节角，将预设软件中的虚拟机器人每轴的关节角与实体机器人每轴的关节角对齐；将多个扫描点对应至已对齐关节角的虚拟机器人上，以校准虚拟机器人和实体机器人的姿态；以多个扫描点为基准，将虚拟工件校准到实体机器人的多个扫描点，以使虚拟工件与实体工件的姿态一致。本发明解决了由于与机器人持有的工具的加工误差，导致对部分工件无法实现校准的技术问题。

Description

设备误差的校准方法及装置

技术领域

本发明涉及设备校准的技术领域，具体而言，涉及一种设备误差的校准方法及装置。

背景技术

在相关技术中，对于设备中的校准，尤其是机器人校准，往往会忽视机器人与工件之间的位置对应关系，为了解决机器人校准过程中出现的问题，需要采用工件校准技术，工件校准是指要保证软件中的工件与实际中工件位置一致的一种校准方式，当前在进行工件校准时，对于形状规则的工件，常使用三点校准方式，但是，对于形状不规则或者有复杂曲面的工件，如果仍然采用三点校准方式，很难保证实际中选择的点和软件中选择的点完全一致，特别是，当机器人手持工具，工件加装在手持工具时，由于工具的加工误差，很难保证软件中工具和实际的工具完全一致，用这种工件生成的轨迹由于积累了由工件和工具带来的双重误差，基本无法在实际工作中使用。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种设备误差的校准方法及装置，以至少解决由于与机器人持有的工具的加工误差，导致对部分工件无法实现校准的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种设备的误差校准方法，包括：获取实体机器人的多个扫描点和各轴的关节角，其中，所述实体机器人用于抓取预设工具；依据所述关节角，将预设软件中的虚拟机器人每轴的关节角与所述实体机器人每轴的关节角对齐；将所述多个扫描点对应至已对齐关节角的所述虚拟机器人上，以校准虚拟机器人和实体机器人的姿态；以多个扫描点为基准，将所述虚拟工件校准到所述实体机器人的多个扫描点，以使所述虚拟工件与所述实体工件的姿态一致。

进一步地，所述多个扫描点中至少包括：第一集合的特征点和第二集合的虚拟点，则将所述多个扫描点对应至已对齐关节角的所述虚拟机器人上的步骤，包括：将所述第一集合的特征点对应至已对齐关节角的所述虚拟机器人上；通过预设校准算法将所述第二集合的虚拟点对齐到所述虚拟机器人上。

进一步地，所述预设校准算法为点云校准算法。

进一步地，获取实体机器人的多个扫描点和各轴的关节角的步骤，包括：在确定所述实体机器人的姿态角度与所述虚拟机器人的姿态角度的差值未超出预设阈值范围时，扫描所述实体机器人、所述预设工具和所述实体工件，得到点云数据；根据所述点云数据，分析出所述多个扫描点；从所述实体机器人的示教器上读取所述关节角。

进一步地，扫描所述实体机器人、所述预设工具和所述实体工件，得到点云数据的步骤，包括：判断能否扫描所述实体机器人的法兰；在无法扫描所述实体机器人的法兰的情况下，对所述法兰周围的多个轴进行扫描，得到机器人头部数据；对所述实体机器人的机械臂抓取的预设工具以及所述实体工件进行扫描，得到所述点云数据。

进一步地，校准虚拟机器人和实体机器人的姿态包括：通过所述机器人头部数据建立机器人的头部模型，其中，所述机器人的头部模型与所述预设工具部分连接；在将所述多个扫描点对应到所述虚拟机器人时，实现所述机器人头部模型与所述虚拟机器人的头部重合，以校准所述虚拟机器人和所述实体机器人的姿态。

进一步地，在校准虚拟机器人和实体机器人的姿态之后，所述方法还包括：建立与所述预设工具对应的加装工具扫描模型；将所述加装工具扫描模型迁移到所述预设软件中的虚拟机器人上，并与所述虚拟机器人的头部绑定。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种设备的误差校准装置，包括：获取单元，用于获取实体机器人的多个扫描点和各轴的关节角，其中，所述实体机器人用于抓取预设工具；对齐单元，用于依据所述关节角，将预设软件中的虚拟机器人每轴的关节角与所述实体机器人每轴的关节角对齐；第一校准单元，用于将所述多个扫描点对应至已对齐关节角的所述虚拟机器人上，以校准虚拟机器人和实体机器人的姿态；第二校准单元，用于以多个扫描点为基准，将所述虚拟工件校准到所述实体机器人的多个扫描点，以使所述虚拟工件与所述实体工件的姿态一致。

进一步地，所述多个扫描点中至少包括：第一集合的特征点和第二集合的虚拟点，则所述第一校准单元包括：第一对应模块，用于将所述第一集合的特征点对应至已对齐关节角的所述虚拟机器人上；对齐模块，用于通过预设校准算法将所述第二集合的虚拟点对齐到所述虚拟机器人上。

进一步地，所述预设校准算法为点云校准算法。

进一步地，所述获取单元包括：扫描模块，用于在确定所述实体机器人的姿态角度与所述虚拟机器人的姿态角度的差值未超出预设阈值范围时，扫描所述实体机器人、所述预设工具和所述实体工件，得到点云数据；分析模块，用于根据所述点云数据，分析出所述多个扫描点；读取子模块，用于从所述实体机器人的示教器上读取所述关节角。

进一步地，所述扫描模块包括：判断子模块，用于判断能否扫描所述实体机器人的法兰；第一扫描子模块，用于在无法扫描所述实体机器人的法兰的情况下，对所述法兰周围的多个轴进行扫描，得到机器人头部数据；第二扫描子模块，用于对所述实体机器人的机械臂抓取的预设工具以及所述实体工件进行扫描，得到所述点云数据。

进一步地，所述第一校准单元还包括：建立模块，用于通过所述机器人头部数据建立机器人的头部模型，其中，所述机器人的头部模型与所述预设工具部分连接；校准模块，用于在将所述多个扫描点对应到所述虚拟机器人时，实现所述机器人头部模型与所述虚拟机器人的头部重合，以校准所述虚拟机器人和所述实体机器人的姿态。

进一步地，所述设备的误差校准装置还包括：建立单元，用于在校准虚拟机器人和实体机器人的姿态之后，建立与所述预设工具对应的加装工具扫描模型；迁移单元，用于将所述加装工具扫描模型迁移到所述预设软件中的虚拟机器人上，并与所述虚拟机器人的头部绑定。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，所述存储介质用于存储程序，其中，所述程序在被处理器执行时控制所述存储介质所在设备执行上述任意一项所述的设备的误差校准方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述任意一项所述的设备的误差校准方法。

在本发明实施例中，采用获取实体机器人的多个扫描点和各轴的关节角，其中，实体机器人用于抓取预设工具，依据关节角，将预设软件中的虚拟机器人每轴的关节角与实体机器人每轴的关节角对齐，将多个扫描点对应至已对齐关节角的虚拟机器人上，以校准虚拟机器人和实体机器人的姿态，以多个扫描点为基准，将虚拟工件校准到实体机器人的多个扫描点，以使虚拟工件与实体工件的姿态一致。在该实施例中，可以通过扫描后的机器人、工具、工件之间的数据，在预设软件中实现虚拟工件之间的校准，然后将预设软件中的机器人姿态、虚拟工具姿态、虚拟工件姿态校准至实体工件上，以实体机器人的多个扫描点为基准，可以将虚拟工件校准到多个扫描点上，这样就可以保证虚拟工件与实体工件的姿态一致，这样，无需专门对实体中的预设工具和实体工具之间的姿态进行数据校准，直接将预设软件中虚拟工件校准到实际的实体工件上，避免了实体预设工具加工的误差导致工件校准困难的情况，达到对实体工件的精确校准，让机器人在持有工具对实体工件进行加工时，误差减小，提高工作效率，进而解决由于与机器人持有的工具的加工误差，导致对部分工件无法实现校准的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种可选的设备误差的校准方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的另一种可选的设备误差的校准方法的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种可选的设备误差的校准装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为便于用户理解本发明下述各项实施例，下面对本发明中涉及的部分术语或名词进行解释：

点云：指示对实体机器人、机器人持有的工具以及工具加装的实体工件进行扫描后，得到多点数据，以同一空间参考系下表达目标空间分布和目标表面特性的扫描点集合。点云的属性包括：空间分辨率，点位精度，表面法向量等，通过点云形成与机器人、工具和工件对应的扫描模型。

轨迹点：包含三维空间坐标和取向的数据包。

轨迹边：对应于机器人行走时变化幅度相同的边。

本发明下述实施例中可以应用于各种设备、机器、产品等，可以用于这些设备、机器、产品上的连接校准。例如，通过机器人抓取工具对一个或多个工件进行轨迹操作时，往往需要先将机器人、机器人抓取的工具和工件对应的位置进行校准，然后才能依照生成的轨迹进行轨迹移动，实现机器人工作。但是相关技术中，往往会存在加工的工具出现误差，与实际中要拿取的工具在形状、大小等都会有一定的加工误差，这样就会导致机器人持有的工具在加工工件时，造成更大的误差。本发明下述实施例，可以采用扫描机器人、工具、工件，得到点云数据，进而直接将软件中工件校准到实际的扫描工件上，避免了工具加工的误差。在减少了工具加工的误差后，机器人沿着轨迹在工件上进行操作时，也会顺利工作，提高工作效率。下面对各个实施例进行说明。

本发明中的设备主要选取为机器人，以机器人进行说明过。本发明下述实施例可以应用于各种设备/机器人离线编程软件中，以实现实体机器人的误差校准。

在本发明中，点云是获取机器人、工具、工件表面每个采样点的空间坐标后，得到的是一个点的集合，称之为“点云”(Point Cloud)。

根据本发明实施例，提供了一种设备的误差校准方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的一种可选的设备误差的校准方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取实体机器人的多个扫描点和各轴的关节角，其中，实体机器人用于抓取预设工具；

步骤S104，依据关节角，将预设软件中的虚拟机器人每轴的关节角与实体机器人每轴的关节角对齐；

步骤S106，将多个扫描点对应至已对齐关节角的虚拟机器人上，以校准虚拟机器人和实体机器人的姿态；

步骤S108，以多个扫描点为基准，将虚拟工件校准到实体机器人的多个扫描点，以使虚拟工件与实体工件的姿态一致。

通过上述步骤，可以采用获取实体机器人的多个扫描点和各轴的关节角，其中，实体机器人用于抓取预设工具，依据关节角，将预设软件中的虚拟机器人每轴的关节角与实体机器人每轴的关节角对齐，将多个扫描点对应至已对齐关节角的虚拟机器人上，以校准虚拟机器人和实体机器人的姿态，以多个扫描点为基准，将虚拟工件校准到实体机器人的多个扫描点，以使虚拟工件与实体工件的姿态一致。在该实施例中，可以通过扫描后的机器人、工具、工件之间的数据，在预设软件中实现虚拟工件之间的校准，然后将预设软件中的机器人姿态、虚拟工具姿态、虚拟工件姿态校准至实体工件上，以实体机器人的多个扫描点为基准，可以将虚拟工件校准到多个扫描点上，这样就可以保证虚拟工件与实体工件的姿态一致，这样，无需专门对实体中的预设工具和实体工具之间的姿态进行数据校准，直接将预设软件中虚拟工件校准到实际的实体工件上，避免了实体预设工具加工的误差导致工件校准困难的情况，达到对实体工件的精确校准，让机器人在持有工具对实体工件进行加工时，误差减小，提高工作效率，进而解决由于与机器人持有的工具的加工误差，导致对部分工件无法实现校准的技术问题。

下面对上述各步骤进行详细说明。

步骤S102，获取实体机器人的多个扫描点和各轴的关节角，其中，实体机器人用于抓取预设工具。

实体机器人可以是实际工作中选取的任意一个或多个机器人，对机器人的型号和类型以及生产的厂商不做限定。本发明实施例中，实际机器人需要与预设软件中的虚拟机器人的数据一致。

在扫描实体机器人时，同时会扫描实体机器人抓取的预设工具，以及机器人待操作的实体工件。在扫描实体机器人、预设工具和实体工件之前，可以先将实体机器人摆放到一个合适的姿态，然后对实体机器人进行扫描，扫描时可以重点关注实体机器人前端与预设工具连接的部分；同时，可以直接从实体机器人的示教器中读取到各个关节角，获取关节角的数据较为简单。

可选的，在预设软件中会预先放置一个与所述实体机器人的大小、形状等对应的虚拟机器人，该虚拟机器人的初步姿态可以与实体机器人的摆放姿态基本一致。

在本发明一可选的实施例中，多个扫描点中至少包括：第一集合的特征点和第二集合的虚拟点，第一集合的特征点的数量可以少于第二集合的虚拟点的数量。

其中，第一集合的特征点可以为大于等于4个的特征点，特征点是指能大致定位机器人的点，该第一集合的特征点可以是预先选取的，可以通过人工选取，也可以通过算法精准选取，即通过第一集合的特征点可以将扫描出的数据形成的机器人模型与预设软件中已经放置的虚拟机器人大致重合，例如，选取四个机器人前端的关节特征点，通过这四个特征点可以将扫描出的机器人数据对应到虚拟机器人上；然后通过第二集合的多数其它扫描点将扫描出的数据模型与预设软件中已经放置的虚拟机器人实现精确校准。

可选地，获取实体机器人的多个扫描点和各轴的关节角的步骤，包括：在确定实体机器人的姿态角度与虚拟机器人的姿态角度的差值未超出预设阈值范围时，扫描实体机器人、预设工具和实体工件，得到点云数据；根据点云数据，分析出多个扫描点从实体机器人的示教器上读取关节角。

上述点云数据可以包括多个扫描点的点坐标，多个扫描点的点坐标可以是无规则分布的，通过该多个扫描点的点坐标以可以大致形成一个机器人虚拟模型。

该点云数据的格式包括：.obj、.st l和.ply。

另一种可选地，扫描实体机器人、预设工具和实体工件，得到点云数据的步骤，包括：判断能否扫描实体机器人的法兰；在无法扫描实体机器人的法兰的情况下，对法兰周围的多个轴进行扫描，得到机器人头部数据；对实体机器人的机械臂抓取的预设工具以及实体工件进行扫描，得到点云数据。

即在可以扫描机器人的法兰时，尽量先扫描法兰，以法兰作为校准为优先选择，但是由于法兰往往被机器人的机械臂遮挡，难以扫描到全部数据，因此，若无法扫描到机器人的法兰，则对机器人的法兰邻近的几个轴进行扫描，例如，在一个8轴机器人中，初始扫描工具，4、5、6轴和工件，如果扫描好法兰，直接对准法兰，如果无法扫描好法兰，则可以对实际的4轴、5轴、6轴映射对应，则可以将整个机器人的前端已经对准。此时可以将软件中的虚拟工具与虚拟工件一起对准，然后扫描实际工件的点源，并校准工件，此时可以挪动工件和工具，在校准时，只校准零件和4、5、6轴，在校准时，校准软件中的工件和实际的工件一致。

而在扫描实体机器人后，可以以机器人为基准点，将点云数据对准，如对准机器人五轴，此时工具匹配，然后可以将工件(或零件)对准。

在完成机器人、工具、工件的扫描后，开始在预设软件中实现虚拟机器人、工具与工件的校准。

步骤S104，依据关节角，将预设软件中的虚拟机器人每轴的关节角与实体机器人每轴的关节角对齐。

在可以在预设软件中，将虚拟机器人的关节角度修改为上一步扫描到的实体机器人的关节角度，将关节角对齐。然后，准备虚拟机器人、工具之间的校准。

本发明实施例中，在对齐时，首先要求虚拟机器人的姿态大致与实体机器人的姿态一致，这里主要保证关节角一致。

在本发明实施例中，虚拟工具与虚拟工件可以是预先绑定的，即虚拟工件会加装至虚拟工具上，例如，可以将虚拟工具的操作臂放置在虚拟工件的轨迹初始点，并保持虚拟工具的姿态对应于轨迹Z轴方向。这样在后续校准完成虚拟工具与虚拟机器人后，直接就可以确定出虚拟工件的位置、姿态和方向。

例如，将实体机器人的五轴对准到预设软件中的虚拟机器人前端(以扫描点云数据为准)，此时可以确定出实体机器人通过预设工具持有的实体工件的位置，然后可以将预设软件中的工件模型(对应为虚拟模型)校准到实体机器人通过预设工具持有的实体工件模型上，最后控制实体机器人按照轨迹路线进行操作(如打磨、抛光、刻字)，输出操作实体工件的轨迹点。

步骤S106，将多个扫描点对应至已对齐关节角的虚拟机器人上，以校准虚拟机器人和实体机器人的姿态。

其中，在虚拟机器人的姿态与实体机器人的姿态相同时，扫描点中工件的姿态与预设工具加装的实体工件的姿态也相同。

即可以在完成关节角的对齐后，实现多个扫描点的对齐，在对齐扫描点时，分为第一集合的特征点对齐和第二集合的虚拟点的对齐，即将扫描到的点云数据对齐到预设软件中的虚拟机器人上，可选的，将多个扫描点对应至已对齐关节角的虚拟机器人上的步骤，包括：将第一集合的特征点对应至已对齐关节角的虚拟机器人上；通过预设校准算法将第二集合的虚拟点对齐到虚拟机器人上。

第一步，在将第一集合的特征点对应至已对齐关节角的虚拟机器人上时，可以获取人工选取的第一集合的特征点的点坐标或者获取特征点算法选取的第一集合的特征点的点坐标。例如，在点云数据形成的虚拟机器人模型上选取四个特征点，同时，在扫描到的虚拟机器人模型上选取四个位置相似的四个点，校准过程，会先将这四对点对齐，然后再预设云校准算法考虑模型上的其他点，最终得到扫描模型和机器人之间的变换，完成设备的误差校准。

作为本发明一可选的实施例，预设校准算法为点云校准算法。

在实现校准时，预设软件中放置的虚拟机器人的位置可以是固定的，扫描到的实体机器人、预设工具和实体工件的点云数据(或者点云数据形成的模型)会移动到软件上的虚拟机器人上。

另一种可选地，校准虚拟机器人和实体机器人的姿态包括：通过机器人头部数据建立机器人的头部模型，其中，机器人的头部模型与预设工具部分连接；在将多个扫描点对应到虚拟机器人时，实现机器人头部模型与虚拟机器人的头部重合，以校准虚拟机器人和实体机器人的姿态。

即可以通过将扫描得到的点云数据生成一个对应机器人的头部模型，在校准时，只要完成机器人头部校准，就可以完成设备的误差校准，该头部可以理解为机器人工作的前端部分。并利用扫描到的机器人与工具连接的特点，实现将机器人完成校准的同时，直接完成工具之间的校准，然后依据虚拟工具与虚拟工件之间的绑定关系，将虚拟工件的姿态、角度、方向等数据迁移到实体工件上，完成实体工件的校准。无需现有技术中再对工具与工件之间进行精细化校准。

作为本发明另一可选的实施例，在校准虚拟机器人和实体机器人的姿态之后，方法还包括：建立与预设工具对应的加装工具扫描模型；将加装工具扫描模型迁移到预设软件中的虚拟机器人上，并与虚拟机器人的头部绑定。

其中，在虚拟机器人的姿态与实体机器人的姿态相同时，与虚拟机器人抓取的虚拟工具绑定的虚拟工件的姿态与预设工具加装的实体工件的姿态也基本相同。

本发明实施例中，如果将预设软件中的虚拟工件校准到扫描到工件模型上也是同样的过程。

通过上述步骤，可以在预设软件中得到实际工件的姿态，然后以实体机器人的多个扫描点为基准，将虚拟工件校准到实体机器人的多个扫描点，这样也就保证了虚拟工件和实体工件的一致性。

步骤S108，以多个扫描点为基准，将虚拟工件校准到实体机器人的多个扫描点，以使虚拟工件与实体工件的姿态一致。

下面通过另一实施例来详细说明设备/机器校准过程。

图2是根据本发明实施例的另一种可选的设备误差的校准方法的示意图，该方法中设备说明为机器人，如图2所示，在校准过程中，采用点云校准的方式，直接扫描实际中机器人、工具和工件的模型，将软件中的工件直接校准到实际的工件上，包括：

21，扫描实际中机器人、工具和工件；

22，将扫描模型导入到预设软件中；

23，将预设软件中的虚拟机器人姿态和实际中机器人姿态调整一致；

24，固定预设软件中机器人位置，将扫描模型校准到预设软件中的虚拟机器人上；

25，固定扫描模型，将预设软件中的工件校准到扫描模型上，扫描模型对应实际工件。

扫描机器人，工具和工件时，将机器人摆到一个合适的姿态，同时需要记录下此时机器人各个轴的关节角，确保能完整扫描工件，机器人只需扫描与法兰临近的几个轴。扫描数据一般为.obj、.stl和.ply等点云格式。

在预设软件中，将机器人关节角度修改为上一步记录的实际的机器人关节角度。然后，准备开始第一步校准，将扫描到的机器人点云数据对齐到预设软件中的虚拟机器人上。在机器人模型上选取四个特征点，同时，在扫描到的机器人模型上选取四个位置相似的四个点。校准过程，会先将这四个点对齐，然后再用点云校准算法考虑模型上的其他点，最终得到扫描模型和机器人之间的变换。这个过程中，预设软件中虚拟机器人的位置是固定的，扫描到的机器人、工具和零件会移动到预设软件上的虚拟机器人上。

通过本发明上述各实施例，既忽略了软件中工具和实际中工具的差异，也可以解决复杂曲面不好校准的问题，通过直接将软件中工件校准到实际的扫描工件上，避免了工具加工的误差，同时，采用点云校准的方式，对模型的规整度和格式都没有太多要求，可以校准普通校准方式无法校准的工件。

下面通过另一可选的实施例来说明本发明。在下述实施例中涉及到设备误差的校准装置，该装置中会包括多个单元，每个单元对应于上述的各个实施步骤。

图3是根据本发明实施例的一种可选的设备误差的校准装置的示意图，如图3所示，该装置可以包括：获取单元31，对齐单元33，第一校准单元35，第二校准单元37，其中

获取单元31，用于获取实体机器人的多个扫描点和各轴的关节角，其中，实体机器人用于抓取预设工具；

对齐单元33，用于依据关节角，将预设软件中的虚拟机器人每轴的关节角与实体机器人每轴的关节角对齐；

第一校准单元35，用于将多个扫描点对应至已对齐关节角的虚拟机器人上，以校准虚拟机器人和实体机器人的姿态；

第二校准单元37，用于以多个扫描点为基准，将虚拟工件校准到实体机器人的多个扫描点，以使虚拟工件与实体工件的姿态一致。

上述设备误差的校准装置，可以通过获取单元31获取实体机器人的多个扫描点和各轴的关节角，其中，实体机器人用于抓取预设工具，通过对齐单元33依据关节角，将预设软件中的虚拟机器人每轴的关节角与实体机器人每轴的关节角对齐，通过第一校准单元35将多个扫描点对应至已对齐关节角的虚拟机器人上，以校准虚拟机器人和实体机器人的姿态，其中，在虚拟机器人的姿态与实体机器人的姿态相同时，与虚拟机器人抓取的虚拟工具绑定的虚拟工件的姿态与预设工具加装的实体工件的姿态也相同，通过第二校准单元37以多个扫描点为基准，将虚拟工件校准到实体机器人的多个扫描点，以使虚拟工件与实体工件的姿态一致。在该实施例中，可以通过扫描后的机器人、工具、工件之间的数据，在预设软件中实现虚拟工件的校准，然后将预设软件中的机器人姿态、虚拟工具姿态、虚拟工件姿态校准至实体工件上，这样，无需专门对实体中的预设工具和实体工具之间的姿态进行数据校准，直接预设软件中工件校准到实际的扫描工件上，避免了实体预设工具加工的误差导致工件校准困难的情况，达到对实体工件的精确校准，让机器人在持有工具对实体工件进行加工时，误差减小，提高工作效率，进而解决由于与机器人持有的工具的加工误差，导致对部分工件无法实现校准的技术问题。

可选地，多个扫描点中至少包括：第一集合的特征点和第二集合的虚拟点，则第一校准单元包括：第一对应模块，用于将第一集合的特征点对应至已对齐关节角的虚拟机器人上；对齐模块，用于通过预设校准算法将第二集合的虚拟点对齐到虚拟机器人上。

优选地，预设校准算法为点云校准算法。

在本发明实施例中，获取单元包括：扫描模块，用于在确定实体机器人的姿态角度与虚拟机器人的姿态角度的差值未超出预设阈值范围时，扫描实体机器人、预设工具和实体工件，得到点云数据；分析模块，用于根据点云数据，分析出多个扫描点和关节角。

在本发明实施例中，扫描模块包括：判断子模块，用于判断能否扫描实体机器人的法兰；第一扫描子模块，用于在无法扫描实体机器人的法兰的情况下，对法兰周围的多个轴进行扫描，得到机器人头部数据；第二扫描子模块，用于对实体机器人的机械臂抓取的预设工具以及实体工件进行扫描，得到点云数据。

可选地，第一校准单元还包括：建立模块，用于通过机器人头部数据建立机器人的头部模型，其中，机器人的头部模型与预设工具部分连接；校准模块，用于在将多个扫描点对应到虚拟机器人时，实现机器人头部模型与虚拟机器人的头部重合，以校准虚拟机器人和实体机器人的姿态。

另一种可选地，设备的误差校准装置还包括：建立单元，用于在校准虚拟机器人和实体机器人的姿态之后，建立与预设工具对应的加装工具扫描模型；迁移单元，用于将加装工具扫描模型迁移到预设软件中的虚拟机器人上，并与虚拟机器人的头部绑定。

上述的设备的误差校准装置还可以包括处理器和存储器，上述获取单元31，对齐单元33，第一校准单元35，第二校准单元37等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。

上述处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来将虚拟工件校准到实体机器人的多个扫描点，以使虚拟工件与实体工件的姿态一致。

上述存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，存储介质用于存储程序，其中，程序在被处理器执行时控制存储介质所在设备执行上述任意一项的设备的误差校准方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述任意一项的设备的误差校准方法。

本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤：获取实体机器人的多个扫描点和各轴的关节角，其中，实体机器人用于抓取预设工具；依据关节角，将预设软件中的虚拟机器人每轴的关节角与实体机器人每轴的关节角对齐；将多个扫描点对应至已对齐关节角的虚拟机器人上，以校准虚拟机器人和实体机器人的姿态，其中，在虚拟机器人的姿态与实体机器人的姿态相同时，与虚拟机器人抓取的虚拟工具绑定的虚拟工件的姿态与预设工具加装的实体工件的姿态也相同；以多个扫描点为基准，将虚拟工件校准到实体机器人的多个扫描点，以使虚拟工件与实体工件的姿态一致。

可选地，多个扫描点中至少包括：第一集合的特征点和第二集合的虚拟点，则上述处理器执行程序时，还可以实现以下步骤：将第一集合的特征点对应至已对齐关节角的虚拟机器人上；通过预设校准算法将第二集合的虚拟点对齐到虚拟机器人上。

可选地，预设校准算法为点云校准算法。

可选地，上述处理器执行程序时，还可以实现以下步骤：在确定实体机器人的姿态角度与虚拟机器人的姿态角度的差值未超出预设阈值范围时，扫描实体机器人、预设工具和实体工件，得到点云数据；根据点云数据，分析出多个扫描点和关节角。

可选地，上述处理器执行程序时，还可以实现以下步骤：判断能否扫描实体机器人的法兰；在无法扫描实体机器人的法兰的情况下，对法兰周围的多个轴进行扫描，得到机器人头部数据；对实体机器人的机械臂抓取的预设工具以及实体工件进行扫描，得到点云数据。

可选地，上述处理器执行程序时，还可以实现以下步骤：通过机器人头部数据建立机器人的头部模型，其中，机器人的头部模型与预设工具部分连接；在将多个扫描点对应到虚拟机器人时，实现机器人头部模型与虚拟机器人的头部重合，以校准虚拟机器人和实体机器人的姿态。

可选地，上述处理器执行程序时，还可以实现以下步骤：在校准虚拟机器人和实体机器人的姿态之后，建立与预设工具对应的加装工具扫描模型；将加装工具扫描模型迁移到预设软件中的虚拟机器人上，并与虚拟机器人的头部绑定。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：获取实体机器人的多个扫描点和各轴的关节角，其中，实体机器人用于抓取预设工具；依据关节角，将预设软件中的虚拟机器人每轴的关节角与实体机器人每轴的关节角对齐；将多个扫描点对应至已对齐关节角的虚拟机器人上，以校准虚拟机器人和实体机器人的姿态，其中，在虚拟机器人的姿态与实体机器人的姿态相同时，与虚拟机器人抓取的虚拟工具绑定的虚拟工件的姿态与预设工具加装的实体工件的姿态也相同；以多个扫描点为基准，将虚拟工件校准到实体机器人的多个扫描点，以使虚拟工件与实体工件的姿态一致。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元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全部或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(可为个人计算机、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、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种设备误差的校准方法，其特征在于，包括：

获取实体机器人的多个扫描点和各轴的关节角，其中，所述实体机器人用于抓取预设工具；

依据所述关节角，将预设软件中的虚拟机器人每轴的关节角与所述实体机器人每轴的关节角对齐；

将所述多个扫描点对应至已对齐关节角的所述虚拟机器人上，以校准虚拟机器人和实体机器人的姿态；

以所述多个扫描点为基准，将虚拟工件校准到所述实体机器人的多个扫描点，以使所述虚拟工件与实体工件的姿态一致。

2.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述多个扫描点中至少包括：第一集合的特征点和第二集合的虚拟点，则将所述多个扫描点对应至已对齐关节角的所述虚拟机器人上的步骤，包括：

将所述第一集合的特征点对应至已对齐关节角的所述虚拟机器人上；

通过预设校准算法将所述第二集合的虚拟点对齐到所述虚拟机器人上。

3.根据权利要求2所述的校准方法，其特征在于，所述预设校准算法为点云校准算法。

4.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，获取实体机器人的多个扫描点和各轴的关节角的步骤，包括：

在确定所述实体机器人的姿态角度与所述虚拟机器人的姿态角度的差值未超出预设阈值范围时，扫描所述实体机器人、所述预设工具和所述实体工件，得到点云数据；

根据所述点云数据，分析出所述多个扫描点；

从所述实体机器人的示教器上读取所述关节角。

5.根据权利要求4所述的校准方法，其特征在于，扫描所述实体机器人、所述预设工具和所述实体工件，得到点云数据的步骤，包括：

判断能否扫描所述实体机器人的法兰；

在无法扫描所述实体机器人的法兰的情况下，对所述法兰周围的多个轴进行扫描，得到机器人头部数据；

对所述实体机器人的机械臂抓取的预设工具以及所述实体工件进行扫描，得到所述点云数据。

6.根据权利要求5所述的校准方法，其特征在于，校准虚拟机器人和实体机器人的姿态包括：

通过所述机器人头部数据建立机器人的头部模型，其中，所述机器人的头部模型与所述预设工具部分连接；

在将所述多个扫描点对应到所述虚拟机器人时，实现所述机器人头部模型与所述虚拟机器人的头部重合，以校准所述虚拟机器人和所述实体机器人的姿态。

7.根据权利要求6所述的校准方法，其特征在于，在校准虚拟机器人和实体机器人的姿态之后，所述方法还包括：

建立与所述预设工具对应的加装工具扫描模型；

将所述加装工具扫描模型迁移到所述预设软件中的虚拟机器人上，并与所述虚拟机器人的头部绑定。

8.一种设备误差的校准装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取实体机器人的多个扫描点和各轴的关节角，其中，所述实体机器人用于抓取预设工具；

对齐单元，用于依据所述关节角，将预设软件中的虚拟机器人每轴的关节角与所述实体机器人每轴的关节角对齐；

第一校准单元，用于将所述多个扫描点对应至已对齐关节角的所述虚拟机器人上，以校准虚拟机器人和实体机器人的姿态；

第二校准单元，用于以多个扫描点为基准，将虚拟工件校准到所述实体机器人的多个扫描点，以使所述虚拟工件与实体工件的姿态一致。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质用于存储程序，其中，所述程序在被处理器执行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至7中任意一项所述的设备误差的校准方法。

10.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至7中任意一项所述的设备误差的校准方法。

Images