CN111438688A

CN111438688A - 机器人校正方法、装置、计算机设备及存储介质

Info

Publication number: CN111438688A
Application number: CN202010127614.1A
Authority: CN
Inventors: 王晓波; 赵磊; 闫会敏; 吉守龙; 吴丰礼
Original assignee: Guangdong Topstar Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Topstar Technology Co Ltd
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2020-07-24
Anticipated expiration: 2040-02-28
Also published as: CN111438688B; WO2021169855A1

Abstract

本申请公开了一种机器人校正方法、装置、计算机设备及存储介质，涉及机器人技术领域。该机器人校正方法包括向机器人发送第一对准控制指令，根据机器人响应于第一对准控制指令而实际对准的第一实际点与第一目标点之间的第一位置偏移量，控制机器人移动至第一目标点，获取机器人的坐标值以及机器人的各平移轴的角度；根据机器人的坐标值以及第一目标点的坐标值确定机器人的坐标偏移值；根据坐标偏移值和机器人的各平移轴的角度计算机器人的目标参数的偏移值，并根据目标参数的偏移值对目标参数进行校正处理。本申请通过棋盘格来对机器人进行校正，机器人在棋盘格上的操作较为简单，且棋盘格成本较低，因此，比现有技术的成本更低，操作更简便。

Description

机器人校正方法、装置、计算机设备及存储介质

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，特别是涉及一种机器人校正方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

工业机器人具有结构形式简单，运动可靠，动作速度快，定位精度高的优点，被广泛应用于塑料工业、汽车工业、电子产品工业、药品工业和食品工业等领域。

由于机械加工误差、装配误差，摩擦磨损等因素的影响，工业机器人实际的运动学参数(如零点，臂长，减速比等)与理论设计值存在一定偏差，因此，需要对机器人的各个参数进行校正。现有技术中，一般采用激光跟踪仪对工业机器人的零点、臂长和减速比进行校正。

然而，激光跟踪仪操作复杂，且设备昂贵笨重。当对生产线上的大量的工业机器人进行逐一校正时，成本高，且操作复杂。

发明内容

基于此，有必要针对上述存在的对生产线上的大量的工业机器人进行逐一校正时，成本高，且操作复杂的问题，提供一种机器人校正方法、装置、计算机设备及存储介质。

一种机器人校正方法，该方法包括：

向机器人发送第一对准控制指令，第一对准控制指令用于指示机器人对准棋盘格上的第一目标点；

根据机器人响应于第一对准控制指令而实际对准的第一实际点与第一目标点之间的第一位置偏移量，控制机器人由实际对准的第一实际点移动至第一目标点，并在机器人移动至第一目标点之后获取机器人的坐标值以及机器人的各平移轴的角度；

根据机器人的坐标值以及第一目标点的坐标值确定机器人的坐标偏移值；

根据坐标偏移值和机器人的各平移轴的角度计算机器人的目标参数的偏移值，并根据目标参数的偏移值对目标参数进行校正处理。

在本申请的一个实施例中，机器人上设置有相机组件，根据机器人响应于第一对准控制指令而实际对准的第一实际点与第一目标点之间的第一位置偏移量，控制机器人由实际对准的第一实际点移动至第一目标点，包括：

在机器人对第一对准控制指令响应完毕之后，利用相机组件对棋盘格进行拍摄，得到棋盘格图像；

在棋盘格图像中定位到第一目标点，并将棋盘格图像中位于中心位置处的点作为第一实际点；

将第一目标点和第一实际点在棋盘格图像中像素偏移量作为第一位置偏移量；

根据第一位置偏移量，控制机器人由实际对准的第一实际点移动至第一目标点。

根据第一位置偏移量，控制机器人移动，在机器人移动结束后，判断机器人当前指向的当前实际点与第一目标点之间的当前位置偏移量是否大于预设偏移量阈值；

当机器人当前指向的当前实际点与第一目标点之间的当前位置偏移量大于预设偏移量阈值时，根据当前位置偏移量控制机器人继续移动，直至机器人对准第一目标点为止。

在本申请的一个实施例中，根据偏移值对目标参数进行校正处理之后，该方法还包括：

向机器人发送第二对准控制指令，第二对准控制指令用于指示机器人对准棋盘格上的第二目标点；

获取机器人响应于第二对准控制指令而实际对准的第二实际点与第二目标点之间的第二位置偏移量；

当第二位置偏移量小于预设阈值时，确定机器人校正完成。

在本申请的一个实施例中，根据坐标偏移值和机器人的各平移轴的角度计算机器人的目标参数的偏移值，包括：

根据机器人的坐标偏移值和机器人的各平移轴的角度构建误差模型方程组，误差模型方程组用于确定机器人的目标参数的偏移值；

对误差模型方程组进行求解，得到机器人的目标参数的偏移值。

在本申请的一个实施例中，第一目标点的个数为多个，且，第一目标点的个数大于等于机器人的平移轴的个数的预设倍数。

在本申请的一个实施例中，目标参数包括机器人的各平移轴的臂长偏差值、角度偏差值和减速比修正值偏差值。

一种机器人校正装置，该装置包括：

发送模块，用于向机器人发送第一对准控制指令，第一对准控制指令用于指示机器人对准棋盘格上的第一目标点；

坐标获取模块，用于根据机器人响应于第一对准控制指令而实际对准的第一实际点与第一目标点之间的第一位置偏移量，控制机器人由实际对准的第一实际点移动至第一目标点，并在机器人移动至第一目标点之后获取机器人的坐标值以及机器人的各平移轴的角度；

偏移值获取模块，用于根据机器人的坐标值以及第一目标点的坐标值确定机器人的坐标偏移值；

校正模块，用于根据坐标偏移值和机器人的各平移轴的角度计算机器人的目标参数的偏移值，并根据目标参数的偏移值对目标参数进行校正处理。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该计算机程序被该处理器执行时实现以下步骤：

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

上述机器人校正方法、装置、计算机设备及存储介质，通过向机器人发送第一对准控制指令，第一对准控制指令用于指示机器人对准棋盘格上的第一目标点；根据机器人响应于第一对准控制指令而实际对准的第一实际点与第一目标点之间的第一位置偏移量，控制机器人由实际对准的第一实际点移动至第一目标点，并在机器人移动至第一目标点之后获取机器人的坐标值以及机器人的各平移轴的角度；根据机器人的坐标值以及第一目标点的坐标值确定机器人的坐标偏移值；根据坐标偏移值和机器人的各平移轴的角度计算机器人的目标参数的偏移值，并根据偏移值对目标参数进行校正处理。由此可知，本申请通过控制机器人对准棋盘格上的第一目标点来确定机器人的坐标偏移值，并根据坐标偏移值对机器人的目标参数进行校正，机器人在棋盘格上的操作较为简单，且棋盘格成本较低，因此，比现有技术的成本更低，操作更简便。

附图说明

图1为本申请实施例提供的机器人校正方法的实施环境的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种机器人校正方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的一种机器人对准棋盘格上的第一目标点的方法的流程图；

图4为本申请实施例提供的另一种机器人对准棋盘格上的第一目标点的方法的流程图；

图5为本申请实施例提供的一种计算机器人的目标参数的偏移值的方法的流程图；

图6为本申请实施例提供的一种机器人的相邻的平移轴之间的连接关系图；

图7为本申请实施例提供的一种对机器人的校正结果进行验证的方法的流程图；

图8为本申请实施例提供的一种机器人校正装置的模块图；

图9为本申请实施例提供的一种计算机设备的模块图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

SCARA(英文：Selective Compliance Assembly Robot Arm；中文：选择性柔顺装配机械臂)机器人是一种工业机器人，SCARA机器人包括旋转轴和平移轴，平移轴用于在平面内进行定位和定向，旋转轴用于完成末端件在垂直于平面的运动。SCARA机器人其具有结构形式简单，运动可靠，动作速度快，定位精度高的优点，被广泛应用于塑料工业、汽车工业、电子产品工业、药品工业和食品工业等领域。

在实际应用中，工业机器人的误差来源是多方面的，例如，机器人长期使用，它的各个零部件都会受到不同程度的磨损和疲劳破坏；制造机器人的过程中，机器人的臂长会存在制造误差；在机器人的装配过程中，也可能会出现装配误差。基于上述这些原因，工业机器人实际的运动学参数(如零点，臂长，减速比等)与理论设计值存在一定偏差，因此，需要对机器人的各个参数进行校正。其中，机器人的零点为各平移轴共线且与机器人的基坐标系X轴重合时，机器人末端对应的位置点在基坐标系中的坐标值。基坐标系即机器人的坐标系。机器人的臂长是指机器人的各平移轴的实际长度，机器人的减速比是指减速机构中瞬时输入速度与输出速度的比值。

现有技术中，一般采用激光跟踪仪采集机器人的参数，然后通过对坐标方程及标定方程进行大量运算，以对机器人进行零点位置校正、臂长校正以及减速比校正。该种方法测量的精度较高，但是测量过程较为繁琐，效率不高。并且不同型号的机器人的检测过程不同，因此通用性不高。

本申请实施例提供一种机器人校正方法，通过控制机器人对准棋盘格上的第一目标点来确定机器人的坐标偏移值，并根据坐标偏移值对机器人的目标参数进行校正，机器人在棋盘格上的操作较为简单，且棋盘格成本较低，因此，比现有技术的成本更低，操作更简便。

下面，将对本申请实施例提供的机器人校正方法所涉及到的实施环境进行简要说明。

请参考图1，该实施环境可以包括机器人、相机组件和棋盘格。其中，棋盘格位于机器人的下方，且，棋盘格的大小尽可能覆盖整个机器人在平面中的工作范围。相机组件安装于机器人的末端。

其中，相机组件可以辅助机器人对准棋盘格上的第一目标点，机器人的控制器(以下简称为控制器)可以向机器人发送第一对准控制指令，第一对准控制指令用于指示机器人对准棋盘格上的第一目标点；控制器还可以根据机器人响应于第一对准控制指令而实际对准的第一实际点与第一目标点之间的第一位置偏移量，控制机器人由实际对准的第一实际点移动至第一目标点，并在机器人移动至第一目标点之后获取机器人的坐标值以及机器人的各平移轴的角度；根据机器人的坐标值以及第一目标点的坐标值确定机器人的坐标偏移值；控制器根据坐标偏移值和机器人的各平移轴的角度计算机器人的目标参数的偏移值，并根据偏移值对目标参数进行校正处理。

在一种可选的实现方式中，该实施环境可以包括服务器、机器人、相机组件和棋盘格，其中，棋盘格位于机器人的下方，且，棋盘格的大小尽可能覆盖整个机器人在平面中的工作范围。相机组件安装于机器人的末端。

服务器用于向机器人发送第一对准控制指令，相机组件可以辅助机器人对准棋盘格上的第一目标点，服务器可以根据机器人响应于第一对准控制指令而实际对准的第一实际点与第一目标点之间的第一位置偏移量，控制机器人由实际对准的第一实际点移动到第一目标点，并在机器人移动至第一目标点之后获取机器人的坐标值以及机器人的各平移轴的角度。根据机器人的坐标值以及第一目标点的坐标值确定机器人的坐标偏移值，根据坐标偏移值和机器人的各平移轴的角度计算机器人的目标参数的偏移值，并根据偏移值对目标参数进行校正。

请参考图2，其示出了本申请实施例提供的一种机器人校正方法的流程图，该机器人校正方法可以应用于图1所示的实施环境中，如图2所示，该机器人校正方法可以包括以下步骤：

步骤201，向机器人发送第一对准控制指令。

第一对准控制指令用于指示机器人对准棋盘格上的第一目标点。

其中，第一对准控制指令可以是任意的坐标值。可选的，第一对准控制指令可以例如是第一目标点在棋盘格上的坐标值。

本实施例中，机器人的控制器可以控制机器人的平移轴(以下简称为机器人)移动，并根据第一对准控制指令控制机器人的平移轴的末端(以下简称为机器人)对准第一目标点。

步骤202，根据机器人响应于第一对准控制指令而实际对准的第一实际点与第一目标点之间的第一位置偏移量，控制机器人由实际对准的第一实际点移动至第一目标点，并在机器人移动至第一目标点之后获取机器人的坐标值以及机器人的各平移轴的角度。

由于机器人在没有校正之前，精度较低，因此，机器人响应第一对准控制指令时，并不能真正地对准第一目标点。本实施例中，将机器人实际对准的点称为第一实际点。

第一实际点与第一目标点之间存在位置差别，本实施例中将该位置差别称为第一位置偏移量，可选的，可以建立以第一实际点为坐标原点的坐标系，计算第一目标点在该坐标系中的坐标值，该坐标值对应的X轴坐标和Y轴坐标即第一位置偏移量对应的X轴偏移量和Y轴偏移量。

机器人可以以第一实际点为初始点，移动第一位置偏移量所对应的距离，直到对准第一目标点。

当机器人实际对准第一目标点时，机器人在基坐标系中的实际坐标值为机器人的坐标值。同时，机器人实际对准第一目标点时，机器人的各平移轴也会呈现不同的角度，其中，机器人的各平移轴的角度可以是指机器人的各平移轴与基坐标系中的X轴或者Y轴的夹角。

步骤203，根据机器人的坐标值以及第一目标点的坐标值确定机器人的坐标偏移值。

本实施例中，第一目标点的坐标值为第一目标点在棋盘格坐标系中的坐标值。本实施例中，首先需要将第一目标点的坐标值转换到机器人的基坐标系中，得到第一目标点在基坐标系中对应的转换坐标值。该转换坐标值即是机器人对准第一目标点时的理论坐标值。这样机器人的坐标值和机器人的理论坐标值均是在机器人的基坐标系中，从而具有可比性。

然后，由于机器人的精度不准确，因此，机器人对准第一目标点时的理论坐标值与机器人对准第一目标点时的实际坐标值(机器人的坐标值)是不相同的。可以根据机器人的坐标值和机器人的理论坐标值计算得到机器人的坐标偏移值。

可选的，本实施例中，机器人的基坐标系可以用Q表示，棋盘格坐标系可以用P_w表示。本实施例中，可以获取基坐标系与棋盘格坐标系之间的转换矩阵。

可选的，基坐标系与棋盘格坐标系之间的转换矩阵T可以表示为：

其中，旋转矩阵R可以表示为

其中，xyz表示棋盘格坐标系P_w中的三个维度，noa表示机器人坐标系Q中的三个维度。n_x表示机器人坐标系中n轴与棋盘格坐标系中的x轴的坐标转换关系。o_x表示机器人坐标系中o轴与棋盘格坐标系中的x轴的坐标转换关系(其他元素的意义与此类似，在此不进行赘述)。

平移矩阵P可以表示为：

通过转换矩阵T，可以将棋盘格坐标系中任一点的坐标值转换为基坐标系中的坐标值。基于该原理，本实施例中，可以将棋盘格上的第一目标点在棋盘格坐标系中的坐标值通过转换矩阵T进行转换，得到转换后的第一目标点在机器人坐标系中的转换坐标值。

步骤204，根据坐标偏移值和机器人的各平移轴的角度计算机器人的目标参数的偏移值，并根据目标参数的偏移值对目标参数进行校正处理。

可选的，本实施例中，目标参数包括机器人的各平移轴的臂长偏差值、角度偏差值和减速比修正值偏差值。

根据目标参数的偏移值对目标参数进行校正处理的过程可以是：根据机器人的各平移轴的臂长偏差值、角度偏差值和减速比修正值偏差值对机器人的各平移轴的臂长、零点和减速比分别进行校正。

本实施例提供的机器人校正方法，通过控制机器人对准棋盘格上的第一目标点来确定机器人的坐标偏移值，并根据坐标偏移值对机器人的目标参数进行校正，机器人在棋盘格上的操作较为简单，且棋盘格成本较低，因此，比现有技术的成本更低，操作更简便。

在本申请的一个实施例中，机器人上设置有相机组件，请参考图3，其示出了机器人对准棋盘格上的第一目标点的方法的流程图，包括以下步骤：

步骤301，在机器人对第一对准控制指令响应完毕之后，利用相机组件对棋盘格进行拍摄，得到棋盘格图像。

在机器人对第一对准控制指令响应完毕之后，机器人对准了棋盘格上的一个位置点，该位置点为第一实际点。

本实施例中，可以控制相机组件对棋盘格进行拍摄，得到棋盘格图像。其中，相机组件对棋盘格进行拍摄时，是以垂直于棋盘格平面的角度进行拍摄。

需要说明的是，本实施例中，相机组件设置于机器人的平移轴的末端。相机组件与机器人的平移轴同步移动，机器人的平移轴移动至第一实际点，就表示机器人上的相机组件也移动至该第一实际点。

步骤302，在棋盘格图像中定位到第一目标点，并将棋盘格图像中位于中心位置处的点作为第一实际点。

本实施例中，机器人在棋盘格图像中定位到第一目标点的过程可以是：

获取第一目标点在棋盘格图像中的坐标值，可以称为第一目标点的棋盘格坐标值，根据第一目标点的棋盘格坐标值在棋盘格图像中寻找该第一目标点，并确定该第一目标点对应的像素点，该像素点即定位到的第一目标点。

本实施例中，将棋盘格图像中位于中心位置处的点作为第一实际点的过程可以是：

相机组件在棋盘格上实际对准的点与机器人在棋盘格中实际对准的第一实际点为同一个点。本实施例中，在相机组件拍摄时，相机组件对准的第一实际点即是棋盘格图像中位于中心位置处的像素点。

本实施例中，分别确定出了机器人在棋盘格上对准的第一实际点在棋盘格图像中对应的像素点以及棋盘格上的第一目标点在棋盘格图像中对应的像素点。这样，可以对第一实际点与第一目标点之间的位置偏移量进行量化处理。

步骤303，将第一目标点和第一实际点在棋盘格图像中像素偏移量作为第一位置偏移量。

本实施例中，在棋盘格图像中，第一实际点对应的像素点(即棋盘格图像的中心点)与第一目标点对应的像素点之间具有位置差别。

可以在棋盘格图像中确定出第一实际点对应的像素点与第一目标点对应的像素点之间的像素偏移量。

本实施例中，将像素偏移量作为第一位置偏移量的过程可以包括以下内容：

A1，确定棋盘格图像坐标系与机器人的基坐标系之间的转换矩阵。

本实施例中，确定棋盘格图像坐标系与机器人的基坐标系之间的转换矩阵的过程可以是：

控制机器人从当前坐标Q(x0,y0)在X轴移动一个相对位置dx。

机器人停止移动后，利用相机组件对棋盘格进行拍照，得到第一拍摄图像，在第一拍摄图像中搜索偏移的角点K(u0,v0)坐标值，记录机器人移动后的坐标值点Q(x1,y1)，和角点图像坐标K(u1,v1)。

控制机器人从当前坐标Q(x0,y0)在Y轴移动一个相对位置dy。

机器人停止移动后，利用相机组件对棋盘格进行拍照，得到第二拍摄图像，在第二拍摄图像中搜索偏移的角点K(u0,v0)坐标值，记录机器人移动后的坐标值点Q(x2,y2)，和角点图像坐标K(u2,v2)。

可以根据上述获得的坐标点Q(x0,y0)、Q(x1,y1)、Q(x2,y2)、K(u0,v0)、K(u1,v1)、K(u2,v2)计算得到相机组件的拍摄坐标系K与机器人的基坐标系Q之间的转换矩阵A0，其中，K×A0＝Q可以表示如下：

A2，根据该转换矩阵，将上述像素偏移量转换为机器人的基坐标系对应的第一位置偏移量。

第一位置偏移量是指在机器人的基坐标系中，机器人实际对准的第一实际点与机器人理论对准的理论坐标点之间的距离。

根据上述转换矩阵A0，可以确定出，相机组件拍摄的拍摄图像中的每个像素在机器人的基坐标系中对应的距离长度。从而可以将棋盘格图像中的像素偏移量转换为基坐标系中第一实际点与第一目标点之间的第一位置偏移量。

步骤304，根据第一位置偏移量，控制机器人由实际对准的第一实际点移动至第一目标点。

本实施例中，第一位置偏移量是指在机器人的基坐标系中，机器人实际对准的第一实际点的坐标值与机器人对准第一目标点时的理论坐标之间的位移差。机器人可以根据第一位置偏移量在机器人的基坐标系中所对应的距离控制机器人移动，从而可以从第一实际点移动至第一目标点。

本实施例中，通过建立相机组件的拍摄坐标系与机器人的基坐标系之间的转换关系，可以将相机组件拍摄的棋盘格图像中的像素偏移量转换为机器人的基坐标系中的第一位置偏移量。从而使得机器人能够准确地对准第一目标点。

进一步的，本实施例中，由于在未校正之前，机器人的精度较差，因此，在得到第一位置偏移量的基础上，机器人实际移动的距离可能与第一位置偏移量不相符，导致机器人根据第一位置偏移量移动后，依然不能准确地对准第一目标点。针对该种情况，如图4所示，其示出了另一种机器人对准棋盘格上的第一目标点的方法的流程图，包括以下步骤：

步骤401，根据第一位置偏移量，控制机器人移动，在机器人移动结束后，判断机器人当前指向的当前实际点与第一目标点之间的当前位置偏移量是否大于预设偏移量阈值。

本实施例中，根据第一位置偏移量控制机器人移动的过程可以参考上述步骤303。

在机器人移动结束后，需要判断机器人是否真的对准第一目标点，判断的过程可以是：

B1，在机器人移动结束后，获取机器人当前指向的当前实际点与第一目标点之间的当前位置偏移量。

获取当前位置偏移量的过程可以是：利用相机组件对棋盘格进行拍照，得到当前棋盘格图像。当前棋盘格图像的中心位置处的像素点为机器人指向棋盘格的当前实际点。

根据当前实际点在当前棋盘格图像中对应的像素点与第一目标点在当前棋盘格图像中对应的像素点的位置差别确定当前像素偏差量。

根据相机组件的拍摄坐标系与机器人的基坐标系之间的转换矩阵A0，将当前像素偏差量通过转换矩阵A0转换为基坐标系中的当前实际点与第一目标点之间的当前位置偏移量。

B2，判断当前位置偏移量是否大于预设偏移量阈值。

当前位置偏移量大于偏移量阈值，说明机器人实际对准的当前实际点与第一目标点之间的距离较大，因此，机器人并没有对准第一目标点。

当前位置偏移量小于等于偏移量阈值，说明机器人实际对准的当前实际点与第一目标点之间的距离较小，可以将当前实际点与第一目标点之间的差距忽略，此时，确定机器人对准了第一目标点。

步骤402，当机器人当前指向的当前实际点与第一目标点之间的当前位置偏移量大于预设偏移量阈值时，根据当前位置偏移量控制机器人继续移动，直至机器人对准第一目标点为止。

本实施例中，当当前位置偏移量大于偏移量阈值时，需要控制机器人继续对准第一目标点。

控制机器人继续对准第一目标点的过程可以是：

控制机器人根据当前位置偏移量移动，以使机器人从当前实际点移动至第一目标点。

本实施例中，当机器人根据当前位置偏移量移动之后，仍需要对移动后机器人是否实际对准第一目标点进行判断，具体的判断过程即重复执行步骤401。当确定机器人对准第一目标点后，才可以获取机器人的坐标值和机器人的各平移轴的角度。

本实施例中，通过多次控制机器人移动，保证了机器人对准第一目标点的精度，这样获取的机器人的坐标值和机器人的各平移轴的角度更准确，从而可以提高机器人的校正精度。

在本申请的一个实施例中，请参考图5，其示出了计算机器人的目标参数的偏移值的方法流程图，包括以下步骤：

步骤501，根据机器人的坐标偏移值和机器人的各平移轴的角度构建误差模型方程组。

如图6所示，图6示出了机器人的相邻的平移轴之间的连接关系图。本实施例中，根据图6示出的相邻的平移轴之间的连接关系图可以建立DH运动模型，DH运动模型是由Denavit(中文：德纳维特)和Hartenberg(中文：哈滕贝格)提出的一种建模方法建立的模型。

DH运动模型中各相邻的平移轴之间的变换矩阵可以表示如下：

其中，a_i＝沿

轴，从

移动到

的距离。α_i＝绕

轴，从

旋转到

的角度。d_i＝沿

轴，从

移动到

的距离。θ_i＝绕

轴，从

旋转到

的角度。

该变换矩阵仅为示例性的示出，对于变换矩阵中的各矩阵元素的物理意义不在此展开说明。其中，机器人的平移轴的零点和臂长可以用变换矩阵中的长度d_i和角度θ_i表示。但上述变换矩阵并不能体现出机器人的各平移轴的减速比。

为了标定减速比，本实施例中，假定减速比误差是线性的，那么可以得到如下表达式：

其中，i_r原杆实际减速比，i_t原杆理论减速比，θ_t理论运动角度，θ_r实际运动角度，k_i减速比修正值。

本实施例中，可以基于上述减速比的表达式和变换矩阵的表达式建立误差模型，误差模型为运动学位置微分方程，误差模型的表达式可以为：

其中，ΔX¹为机器人的坐标偏移值中的X轴偏移值；ΔY¹为机器人的坐标偏移值中的Y轴偏移值；a_i表示机器人的第i个平移轴的理论臂长；θ_i表示机器人的第i个平移轴的角度；k_i表示第i个平移轴的减速比修正值。

需要说明的是，本申请中，第一目标点的个数为多个，对于每个第一目标点，可以根据步骤201-步骤203公开的内容获取机器人的坐标偏移值以及机器人的各平移轴的角度。

例如第一目标点的个数为N，机器人的平移轴的个数为M，那么机器人对准每个第一目标点时，均可以获取机器人的坐标偏移值和机器人的各平移轴的角度。就表示，可以获取N个机器人的坐标偏移值，以及N×M个平移轴的角度。

本实施例中，对于每个第一目标点，可以将对准该第一目标点时，机器人的坐标偏移量以及M个平移轴的角度带入该误差模型中，得到误差模型方程组。

步骤502，对误差模型方程组进行求解，得到机器人的目标参数的偏移值。

在求解误差模型方程组的过程中，由于当有M个平移轴时，需要确定出每个平移轴的臂长偏差值、角度偏差值和减速比修正值偏差值，也就是说，至少需要3M个方程才可以得出每个平移轴的每个目标参数的偏移值。

根据上述误差模型可知，对于每个第一目标点，可以建立2个方程组，N个第一目标点可以对应建立2N个方程组。

为了保证机器人的每个平移轴的目标参数的偏移值都可以解出确定的值，本实施例中，第一目标点的个数N大于等于机器人的平移轴的个数M的预设倍数。

可选的，该预设倍数为大于等于1.5。

本实施例中，对误差模型方程组进行求解的过程可以是：

对误差模型进行变形，可以得到：

其中，

其中，J为雅克比矩阵。Δa_i为臂长偏差值，Δθ_i为角度偏差值和Δk_i为减速比修正值偏差值。

本实施例中，假定机器人具有两个平移轴，两个平移轴的角度分别用θ₁和θ₂表示。当第一目标点的个数为N个时，误差模型方程组可以表示为：

其中，

本实施例中，可以将机器人对准每个第一目标点时，获取的机器人的坐标偏移值(X,Y)以及每个平移轴的角度θ_i带入上述误差模型方程组中，然后利用矩阵左除求出Δa₁，Δθ₁，Δk₁，Δa₂，Δθ₂和Δk₂。

本实施例中，通过DH运动模型建立机器人的平移轴之间的关系表达式，并根据该关系表达式建立了误差模型，从而可以求得目标参数的偏移值。

进一步的，本实施例中，根据目标参数的偏移值对机器人的各个平移轴进行校正时，可能由于在计算过程中的误差或者在获取数据过程中的误差导致校正后的结果并不能达到理论状态。对此，本实施例中，在利用目标参数的偏移值对机器人的各平移轴进行校正后，对校正后的机器人再次执行步骤201至步骤204的步骤，使得机器人进行多次校正。

如图7所示，其示出了一种对机器人的校正结果进行验证的方法的流程图。

其包括以下步骤：

步骤701，向机器人发送第二对准控制指令，第二对准控制指令用于指示机器人对准棋盘格上的第二目标点。

本实施例中，棋盘格上的第二目标点的棋盘格坐标值可以通过转换矩阵T转换到机器人的基坐标系中的理论坐标值。

可选的，第二对准控制指令可以是指第二目标点在基坐标系中的理论坐标值。

机器人接收到第二对准控制指令后，控制平移轴移动至基坐标系中的理论坐标值对应的位置点。

步骤702，获取机器人响应于第二对准控制指令而实际对准的第二实际点与第二目标点之间的第二位置偏移量。

机器人可以利用相机组件对棋盘格进行拍照，得到验证图像。并根据验证图像中的第二目标点和第二实际点之间的像素偏移量以及相机组件的拍摄坐标系与机器人的基坐标系之间的转换矩阵A0确定出第二目标点和第二实际点在基坐标系上对应的第二位置偏移值。

步骤703，当第二位置偏移量小于预设阈值时，确定机器人校正完成。

判断第二位置偏移值是否小于预设阈值，当第二位置偏移值小于预设阈值时，说明机器人对准的第二实际点与第二目标点之间的距离较小，可以将第二实际点与第二目标点之间的距离忽略，此时确定机器人对准了第二目标点，即机器人校正完成。

当第二位置偏移值大于等于预设阈值时，说明机器人对准的第二实际点与第二目标点之间的距离较大，因此，确定机器人并没有对准第二目标点。

当机器人并没有对准第二目标点时，需要重复步骤201-步骤204的内容，对机器人进行再次校正，直至机器人校正完成。

在一种可选的实现方式中，第二目标点可以有多个。

机器人可以分别依次对准第二目标点，并获得对准每个第二目标点时，机器人的实际对准的点与第二目标点之间的第二位置偏移量。

可选的，本实施例中，可以对机器人分别对准多个第二目标点时的第二位置偏移量进行累加求和，当求和结果小于预设阈值时，确定机器人校正完成。

当求和结果大于等于预设阈值时，确定机器人仍需要再次校正。

本实施例，通过多次迭代沿着的方式，对每次校正后的机器人的精度进行验证，从而确定校正完成的机器人的精度处于较高的状态。

请参考图8，其示出了本申请实施例提供的一种机器人校正装置的框图，该机器人校正装置可以配置在图1所示实施环境中的机器人中。如图8所示，该机器人校正装置可以包括发送模块801，坐标获取模块802，偏移值获取模块803和校正模块804，其中：

发送模块801，用于向机器人发送第一对准控制指令，第一对准控制指令用于指示机器人对准棋盘格上的第一目标点；

坐标获取模块802，用于根据机器人响应于第一对准控制指令而实际对准的第一实际点与第一目标点之间的第一位置偏移量，控制机器人由实际对准的第一实际点移动至第一目标点，并在机器人移动至第一目标点之后获取机器人的坐标值以及机器人的各平移轴的角度；

偏移值获取模块802，用于根据机器人的坐标值以及第一目标点的坐标值确定机器人的坐标偏移值；

校正模块804，用于根据坐标偏移值和机器人的各平移轴的角度计算机器人的目标参数的偏移值，并根据目标参数的偏移值对目标参数进行校正处理。

在本申请的一个实施例中，机器人上设置有相机组件，坐标获取模块802还用于在机器人对第一对准控制指令响应完毕之后，利用相机组件对棋盘格进行拍摄，得到棋盘格图像；在棋盘格图像中定位到第一目标点，并将棋盘格图像中位于中心位置处的点作为第一实际点；将第一目标点和第一实际点在棋盘格图像中像素偏移量作为第一位置偏移量；根据第一位置偏移量，控制机器人由实际对准的第一实际点移动至第一目标点。

在本申请的一个实施例中，机器人上设置有相机组件，坐标获取模块802还用于根据第一位置偏移量，控制机器人移动，在机器人移动结束后，判断机器人当前指向的当前实际点与第一目标点之间的当前位置偏移量是否大于预设偏移量阈值；当机器人当前指向的当前实际点与第一目标点之间的当前位置偏移量大于预设偏移量阈值时，根据当前位置偏移量控制机器人继续移动，直至机器人对准第一目标点为止。

在本申请的一个实施例中，校正模块804还用于向机器人发送第二对准控制指令，第二对准控制指令用于指示机器人对准棋盘格上的第二目标点；获取机器人响应于第二对准控制指令而实际对准的第二实际点与第二目标点之间的第二位置偏移量；当第二位置偏移量小于预设阈值时，确定机器人校正完成。

在本申请的一个实施例中，偏移值获取模块802还用于根据机器人的坐标偏移值和机器人的各平移轴的角度构建误差模型方程组，误差模型方程组用于确定机器人的目标参数的偏移值；对误差模型方程组进行求解，得到机器人的目标参数的偏移值。

关于机器人校正装置的具体限定可以参见上文中对于机器人校正方法的限定，在此不再赘述。上述机器人校正装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是机器人的控制器或者服务器，其内部结构图可以如图9所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种机器人校正方法。

本领域技术人员可以理解，图9中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在本申请的一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

向机器人发送第一对准控制指令，第一对准控制指令用于指示机器人对准棋盘格上的第一目标点；根据机器人响应于第一对准控制指令而实际对准的第一实际点与第一目标点之间的第一位置偏移量，控制机器人由实际对准的第一实际点移动至第一目标点，并在机器人移动至第一目标点之后获取机器人的坐标值以及机器人的各平移轴的角度；根据机器人的坐标值以及第一目标点的坐标值确定机器人的坐标偏移值；根据坐标偏移值和机器人的各平移轴的角度计算机器人的目标参数的偏移值，并根据目标参数的偏移值对目标参数进行校正处理。

在本申请的一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：在机器人对第一对准控制指令响应完毕之后，利用相机组件对棋盘格进行拍摄，得到棋盘格图像；在棋盘格图像中定位到第一目标点，并将棋盘格图像中位于中心位置处的点作为第一实际点；将第一目标点和第一实际点在棋盘格图像中像素偏移量作为第一位置偏移量；根据第一位置偏移量，控制机器人由实际对准的第一实际点移动至第一目标点。

在本申请的一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据第一位置偏移量，控制机器人移动，在机器人移动结束后，判断机器人当前指向的当前实际点与第一目标点之间的当前位置偏移量是否大于预设偏移量阈值；当机器人当前指向的当前实际点与第一目标点之间的当前位置偏移量大于预设偏移量阈值时，根据当前位置偏移量控制机器人继续移动，直至机器人对准第一目标点为止。

在本申请的一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：向机器人发送第二对准控制指令，第二对准控制指令用于指示机器人对准棋盘格上的第二目标点；获取机器人响应于第二对准控制指令而实际对准的第二实际点与第二目标点之间的第二位置偏移量；当第二位置偏移量小于预设阈值时，确定机器人校正完成。

在本申请的一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据机器人的坐标偏移值和机器人的各平移轴的角度构建误差模型方程组，误差模型方程组用于确定机器人的目标参数的偏移值；对误差模型方程组进行求解，得到机器人的目标参数的偏移值。

本申请实施例提供的计算机设备，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。

在本申请的一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

在本申请的一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还可以实现以下步骤：在机器人对第一对准控制指令响应完毕之后，利用相机组件对棋盘格进行拍摄，得到棋盘格图像；在棋盘格图像中定位到第一目标点，并将棋盘格图像中位于中心位置处的点作为第一实际点；将第一目标点和第一实际点在棋盘格图像中像素偏移量作为第一位置偏移量；根据第一位置偏移量，控制机器人由实际对准的第一实际点移动至第一目标点。

在本申请的一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还可以实现以下步骤：根据第一位置偏移量，控制机器人移动，在机器人移动结束后，判断机器人当前指向的当前实际点与第一目标点之间的当前位置偏移量是否大于预设偏移量阈值；当机器人当前指向的当前实际点与第一目标点之间的当前位置偏移量大于预设偏移量阈值时，根据当前位置偏移量控制机器人继续移动，直至机器人对准第一目标点为止。

在本申请的一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还可以实现以下步骤：向机器人发送第二对准控制指令，第二对准控制指令用于指示机器人对准棋盘格上的第二目标点；获取机器人响应于第二对准控制指令而实际对准的第二实际点与第二目标点之间的第二位置偏移量；当第二位置偏移量小于预设阈值时，确定机器人校正完成。

在本申请的一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还可以实现以下步骤：根据机器人的坐标偏移值和机器人的各平移轴的角度构建误差模型方程组，误差模型方程组用于确定机器人的目标参数的偏移值；对误差模型方程组进行求解，得到机器人的目标参数的偏移值。

本申请实施例提供的计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种机器人校正方法，其特征在于，所述方法包括：

向所述机器人发送第一对准控制指令，所述第一对准控制指令用于指示所述机器人对准棋盘格上的第一目标点；

根据所述机器人响应于所述第一对准控制指令而实际对准的第一实际点与所述第一目标点之间的第一位置偏移量，控制所述机器人由实际对准的所述第一实际点移动至所述第一目标点，并在所述机器人移动至所述第一目标点之后获取所述机器人的坐标值以及所述机器人的各平移轴的角度；

根据所述机器人的坐标值以及所述第一目标点的坐标值确定所述机器人的坐标偏移值；

根据所述坐标偏移值和所述机器人的各平移轴的角度计算所述机器人的目标参数的偏移值，并根据所述目标参数的偏移值对所述目标参数进行校正处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机器人上设置有相机组件，所述根据所述机器人响应于所述第一对准控制指令而实际对准的第一实际点与所述第一目标点之间的第一位置偏移量，控制所述机器人由实际对准的所述第一实际点移动至所述第一目标点，包括：

在所述机器人对所述第一对准控制指令响应完毕之后，利用所述相机组件对所述棋盘格进行拍摄，得到棋盘格图像；

在所述棋盘格图像中定位到所述第一目标点，并将所述棋盘格图像中位于中心位置处的点作为所述第一实际点；

将所述第一目标点和所述第一实际点在所述棋盘格图像中像素偏移量作为所述第一位置偏移量；

根据所述第一位置偏移量，控制所述机器人由实际对准的所述第一实际点移动至所述第一目标点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机器人上设置有相机组件，所述根据所述机器人响应于所述第一对准控制指令而实际对准的第一实际点与所述第一目标点之间的第一位置偏移量，控制所述机器人由实际对准的所述第一实际点移动至所述第一目标点，包括：

根据所述第一位置偏移量，控制所述机器人移动，在所述机器人移动结束后，判断所述机器人当前指向的当前实际点与所述第一目标点之间的当前位置偏移量是否大于预设偏移量阈值；

当所述机器人当前指向的所述当前实际点与所述第一目标点之间的当前位置偏移量大于所述预设偏移量阈值时，根据所述当前位置偏移量控制所述机器人继续移动，直至所述机器人对准所述第一目标点为止。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述偏移值对所述目标参数进行校正处理之后，所述方法还包括：

向所述机器人发送第二对准控制指令，所述第二对准控制指令用于指示所述机器人对准所述棋盘格上的第二目标点；

获取所述机器人响应于所述第二对准控制指令而实际对准的第二实际点与所述第二目标点之间的第二位置偏移量；

当所述第二位置偏移量小于预设阈值时，确定所述机器人校正完成。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述坐标偏移值和所述机器人的各平移轴的角度计算所述机器人的目标参数的偏移值，包括：

根据所述机器人的坐标偏移值和所述机器人的各平移轴的角度构建误差模型方程组，所述误差模型方程组用于确定所述机器人的所述目标参数的偏移值；

对所述误差模型方程组进行求解，得到所述机器人的目标参数的偏移值。

6.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述第一目标点的个数为多个，且，所述第一目标点的个数大于等于所述机器人的平移轴的个数的预设倍数。

7.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述目标参数包括所述机器人的各平移轴的臂长偏差值、角度偏差值和减速比修正值偏差值。

8.一种机器人校正装置，其特征在于，所述装置包括：

发送模块，用于向所述机器人发送第一对准控制指令，所述第一对准控制指令用于指示所述机器人对准棋盘格上的第一目标点；

坐标获取模块，用于根据所述机器人响应于所述第一对准控制指令而实际对准的第一实际点与所述第一目标点之间的第一位置偏移量，控制所述机器人由实际对准的所述第一实际点移动至所述第一目标点，并在所述机器人移动至所述第一目标点之后获取所述机器人的坐标值以及所述机器人的各平移轴的角度；

偏移值获取模块，用于根据所述机器人的坐标值以及所述第一目标点的坐标值确定所述机器人的坐标偏移值；

校正模块，用于根据所述坐标偏移值和所述机器人的各平移轴的角度计算所述机器人的目标参数的偏移值，并根据所述目标参数的偏移值对所述目标参数进行校正处理。

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。