CN111496782B

CN111496782B - 机器人工具点的测量系统、方法、处理设备及存储介质

Info

Publication number: CN111496782B
Application number: CN202010188521.XA
Authority: CN
Inventors: 何洪岩; 丁华; 冯波; 胡俊桦; 马中兴; 王建伟
Original assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Geely Automobile Research Institute Ningbo Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Geely Automobile Research Institute Ningbo Co Ltd
Priority date: 2020-03-17
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2040-03-17
Also published as: CN111496782A

Abstract

本公开涉及机器人工具点的测量系统、方法、处理设备及存储介质。所述测量系统包括机器人和参考靶点，所述机器人包括基座和法兰盘；所述参考靶点中的一部分设置在第一位置，所述参考靶点中的其它部分设置在第二位置；其中，所述第一位置相对于所述基座静止，所述第二位置相对于所述法兰盘静止。通过将参考靶点设置在相对于所述基座和法兰盘静止的位置，避免了在机器人工具的末端粘贴靶点，从而不会影响机器人工具点的测量准确度，并且，由于所述参考靶点不会对机器人工具的正常使用造成影响，测量完成后则无需人工去除所述参考靶点，使得本公开机器人工具点的测量系统便于自动化集成。

Description

机器人工具点的测量系统、方法、处理设备及存储介质

技术领域

本公开涉及机器人标定领域，尤其涉及一种机器人工具点的测量系统、方法、处理设备及存储介质。

背景技术

工业机器人是多轴联动柔性臂，集柔性化、智能化、精密化等先进技术于一体，具有很高的重复定位精度。将工业机器人与各种自动化设备相结合，应用于工业柔性生产，对保持和提升产品质量、提高生产效率和改善劳动条件起到十分重要的作用。因为使用离线编程对机器人轨迹进行规划，具有安全、高效、使用范围广、精度高和兼容性好的特点，离线编程已经成为了主流。而机器人工具中心点(TCP，tool center point)是机器人离线编程的基础，TCP是否准确，直接关系到离线程序的效果以及最终产品的质量。

当前存在的基于双目视觉对机器人的TCP进行校准的方案，在实际实施过程中需要在机器人执行末端放置靶点，靶点放置的准确与否会影响到校准的结果；此外，实际生产中部分机器人工具无法在执行末端放置靶点；而且在校准完成之后，可能需要拆除靶点，机器人工具才能正常使用。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种机器人工具点的测量系统、方法、处理设备及存储介质。

根据本公开的一方面，提供了一种机器人工具点的测量系统，所述测量系统包括机器人和参考靶点，所述机器人包括基座和法兰盘；

所述参考靶点中的一部分设置在第一位置，所述参考靶点中的其它部分设置在第二位置；其中，所述第一位置相对于所述基座静止，所述第二位置相对于所述法兰盘静止。

根据本公开的另一方面，提供了一种基于上述测量系统的机器人工具点的测量方法，所述测量方法包括：

确定机器人基坐标系、测量参考坐标系；所述测量参考坐标系的坐标原点为所述第一位置的中心点；

根据所述机器人基坐标系和测量参考坐标系，获取第一转换关系；

根据DH模型参数，获取第二转换关系；

获取第三转换关系；所述第三转换关系为机器人工具测量参考坐标系和测量参考坐标系之间的转换关系，所述机器人工具测量参考坐标系的坐标原点为所述第二位置的中心点；

匹配机器人工具的三维模型以及机器人工具的参考模型，获取第四转换关系；

根据所述第一转换关系、第二转换关系、第三转换关系以及第四转换关系，确定所述机器人工具点的测量结果。

根据本公开的另一方面，提供了一种处理设备，包括：

坐标系确定模块，用于确定机器人基坐标系、测量参考坐标系；所述测量参考坐标系的坐标原点为所述第一位置的中心点；

第一获取模块，用于根据所述机器人基坐标系和测量参考坐标系，获取第一转换关系；

第二获取模块，用于根据DH模型参数，获取第二转换关系；

第三获取模块，用于获取第三转换关系；所述第三转换关系为机器人工具测量参考坐标系和测量参考坐标系之间的转换关系，所述机器人工具测量参考坐标系的坐标原点为所述第二位置的中心点；

第四获取模块，用于匹配机器人工具的三维模型以及机器人工具的参考模型，获取第四转换关系；

测量结果确定模块，用于根据所述第一转换关系、第二转换关系、第三转换关系以及第四转换关系，确定所述机器人工具点的测量结果。

根据本公开的另一方面，提供了一种机器人工具点的测量装置，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行上述方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。

通过将参考靶点设置在相对于所述基座和法兰盘静止的位置，避免了在机器人工具的末端粘贴靶点，从而不会影响机器人工具点的测量准确度，并且，由于所述参考靶点不会对机器人工具的正常使用造成影响，测量完成后则无需人工去除所述参考靶点，使得本公开机器人工具点的测量系统便于自动化集成。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出根据本公开一实施例的机器人工具点的测量系统的架构示意图。

图2示出根据本公开一实施例的机器人工具点的测量系统的架构示意图。

图3示出根据本公开一实施例的机器人工具点的测量方法的流程图。

图4示出根据本公开一实施例的确定机器人基坐标系的流程图。

图5示出根据本公开一实施例的确定机器人基坐标系的流程图。

图6示出根据本公开一实施例的处理设备的结构框图。

图7示出根据本公开一实施例的机器人工具点的测量装置800的框图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

图1示出根据本公开一实施例的机器人工具点的测量系统的架构示意图。如图1所示，所述测量系统可以包括机器人和参考靶点，所述机器人可以包括基座1和法兰盘2；所述参考靶点未在图1中示出。所述机器人可以包括工业机器人，如图1所示，所述机器人可以为六轴工业机器人。这里仅仅是示例，不构成对本公开机器人的限定。

所述参考靶点可以为多个，所述参考靶点可以分为两部分。所述参考靶点中的一部分可以设置在第一位置，所述参考靶点中的其它部分可以设置在第二位置；其中，所述第一位置可以相对于所述基座静止，所述第二位置可以相对于所述法兰盘静止。所述第一位置可以包括多个位置，所述第二位置也可以为多个位置，所述第一位置包括的多个位置可以不在一个平面上，所述第二位置包括的多个位置可以不在一个平面上。如图1所示，所述坐标原点O₂的坐标系可以为测量参考坐标系F_ref，所述坐标原点为O₄的坐标系可以为机器人工具测量参考坐标系F_tref。所述O₂(所述测量参考坐标系的坐标原点)可以为所述第一位置的中心点，所述O₄(所述机器人工具测量参考坐标系的坐标原点)可以为所述第二位置的中心点。

所述第一位置可以是基座上的位置，所述第二位置可以是所述机器人工具(机器人抓持的工具)上的位置，需要说明的是，所述第二位置不包括所述机器人工具末端的位置。

在实际应用中，所述测量系统所述的应用场景中可以包括相对于所述基座和/或所述法兰盘静止的其它装置或设备，所述第一位置和第二位置还可以是所述其它装置或设备上的位置。

在一种可能的实现方式中，如图2所示，所述测量系统还可以包括双目视觉测量仪3、扫描仪4以及处理设备，所述处理设备未示出；其中，所述扫描仪4可以包括具有定位功能的扫描仪，所述处理设备可以是指具有数据处理能力的设备，例如终端、服务器等。所述终端可以包括电脑、手持智能设备等。

对于所述双目视觉测量仪3的位置，本公开不作限定，只要所述参考靶点和所述机器人可以始终在所述双目视觉测量仪3的视野范围内即可。

在一个示例中，双目视觉测量仪的内部坐标系可以为F_camera，测量参考坐标系可以为F_ref，机器人基坐标系可以为F_rob，机器人工具测量参考坐标系可以为F_tref，机器人法兰盘坐标系可以为F_tool，机器人工具坐标系可以为F_TCP。上述坐标系F_camera、F_ref、F_rob、F_tref、F_tool和F_TCP的坐标原点可以分别为O₁、O₂、O₃、O₄、O₅、O₆，如图2所示。上述各坐标系中均包括对应的原点位置和坐标轴的方向，所述对应的原点位置可以是相对于所述F_camera的坐标原点O₁的位置，所述坐标轴的方向可以是相对于所述F_camera的坐标轴的方向。所述坐标轴包括X轴、Y轴和Z轴，所述X轴、Y轴和Z轴可以满足右手定则。

所述双目视觉测量仪3可以用于接收测量跟踪模型以及根据所述测量跟踪模型确定机器人工具测量参考坐标系F_tref和测量参考坐标系F_ref之间的关系，即第三转换关系。本公开对所述第三转换关系的具体获取方式不作限定。所述双目视觉测量仪3可以使用所述测量跟踪模型进行跟踪和测量，所述双目视觉测量仪3还可以用于确定所述机器人工具测量参考坐标系F_tref和测量参考坐标系F_ref。

所述扫描仪4可以用于获取以机器人工具测量参考坐标系F_tref为基准的机器人工具的三维模型；可选地，所述扫描仪4还可以用于获取机器人工具的参考模型。其中，所述机器人工具的参考模型可以用于确定机器人工具坐标系F_TCP的理论值。所述参考模型可以比所述三维模型更加完整。

所述扫描仪4可以将所述机器人工具的三维模型以及机器人工具的参考模型发送至所述处理设备。

所述处理设备可以用于与所述双目视觉测量仪以及所述扫描仪交互，实现对所述机器人工具点的测量。具体地，所述处理设备可以用于创建所述测量跟踪模型、接收所述扫描仪4发送的所述机器人工具的三维模型和机器人工具的参考模型以及接收双目视觉测量仪发送的所述第三转换关系、所述测量参考坐标系F_ref、机器人工具测量参考坐标系F_tref。所述处理设备可以发送所述测量跟踪模型至所述双目视觉测量仪。其中，所述测量跟踪模型可以使用与所述双目视觉测量仪配套的软件进行创建，本公开对此不作限定。

所述处理设备还可以用于与所述双目视觉测量仪交互，以确定所述机器人基坐标系F_rob。所述处理设备可以根据所述测量参考坐标系F_ref、所述机器人基坐标系F_rob、所述第三转换关系、所述机器人工具的三维模型以及机器人工具的参考模型，实现对所述机器人工具点的测量，确定所述机器人工具点的测量结果。

可选地，在实际应用中，可以利用所述机器人工具点的测量结果，设定所述机器人的运动路径。

图3示出根据本公开一实施例的机器人工具点的测量方法的流程图。所述方法可以应用于所述处理设备。如图3所示，所述方法可以包括：

步骤S11，确定机器人基坐标系F_rob、测量参考坐标系F_ref；

本公开实施例中，可以利用双目视觉测量仪3确定所述机器人基坐标系F_rob和所述测量参考坐标系F_ref。

步骤S12，根据所述机器人基坐标系F_rob和测量参考坐标系F_ref，获取第一转换关系。

本公开实施例中，可以获取所述机器人基坐标系F_rob和测量参考坐标系F_ref之间的第一转换关系T_robonref。具体第一转换关系的获取方式，本公开不作限定。

步骤S13，根据DH模型参数，获取第二转换关系。

本公开实施例中，可以根据DH模型参数，获取第二转换关系。所述第二转换关系可以是指所述F_rob与F_tool之间的转换关系。

在一个示例中，在DH模型参数(Denavit–Hartenberg parameters)中，机器人每个连杆可以由四个参数定义：连杆偏距，连杆长度，连杆转角和关节角。例如，在工业机器人中，所述连杆偏距、连杆长度和连杆转角可以为固定值，机器人厂家会在手册中给出；所述关节角可以为机器人各轴的转角，可以从机器人控制器中读出，可以通过相邻两个连杆之间的变换关系获取所述第二转换关系T_robot。其中，所述相邻两个连杆之间的变换关系可以通过所述DH模型参数得到，本公开对此不作限定。

步骤S14，获取第三转换关系T_trefonref；所述第三转换关系为机器人工具测量参考坐标系和测量参考坐标系之间的转换关系。

本公开实施例中，可以通过接收双目视觉测量仪3发送的第三转换关系T_trefonref，获取第三转换关系T_trefonref。所述第三转换关系T_trefonref可以是所述双目视觉测量仪3根据所述测量跟踪模型获取的。

步骤S15，匹配机器人工具的三维模型以及机器人工具的参考模型，获取第四转换关系T_TCPontref。所述第四转换关系可以是指所述F_TCP与所述F_tref之间的转换关系。

本公开实施例中，可以根据所述机器人工具的参考模型，建立理论的机器人工具点坐标系。可以匹配机器人工具的三维模型以及机器人工具的参考模型，获取第四转换关系T_TCPontref。所述匹配可以是数据配准，例如，点云配准等。

步骤S16，根据所述第一转换关系、第二转换关系、第三转换关系以及第四转换关系，确定所述机器人工具点的测量结果。

在一个示例中，可以根据以下公式，确定所述机器人工具点的测量结果T_TCP。所述T_TCP是指所述F_tool和F_TCP之间的转换关系。

其中，所述

为所述T_robonref的逆矩阵，所述

为所述T_robot的逆矩阵。

通过在机器人工具点的测量方法中，引入空间圆拟合算法和模型匹配的方式，根据本公开实施例的所述测量系统的机器人工具点的测量方法，使得测量结果更可靠，更加接近理论结果，保证了离线编程的效果。

图4示出根据本公开一实施例的确定机器人基坐标系的流程图。如图4所示，在一种可能的实现方式中，步骤S11可以包括：

步骤S111，获取第一圆周上的多个点以及第二圆周上的多个点；所述第一圆周可以为所述机器人第一轴运动过程中所述机器人工具形成的圆周；所述第二圆周可以为所述机器人第二轴运动过程中所述机器人工具形成的圆周。

在实际应用中，可以控制所述机器人第一轴运动，所述机器人第一轴运动过程中，所述机器人工具可以形成所述第一圆周，例如，所述机器人工具点可以形成所述第一圆周。所述双目视觉测量仪可以获取所述第一圆周，进一步地，可以获取所述第一圆周上的多个点，所述双目视觉测量仪可以将所述第一圆周上的多个点发送至所述处理设备。

本公开实施例中，还可以控制所述机器人第二轴运动，所述机器人第二轴运动过程中，所述机器人工具可以形成所述第二圆周，例如，所述机器人工具点可以形成所述第二圆周。所述双目视觉测量仪可以获取所述第二圆周，进一步地，可以获取所述第二圆周上的多个点，所述双目视觉测量仪可以将所述第二圆周上的多个点发送至所述处理设备。

所述处理设备可以接收所述双目视觉测量仪发送的第一圆周上的多个点以及第二圆周上的多个点，从而获取所述第一圆周上的多个点以及第二圆周上的多个点。

步骤S112，根据所述第一圆周上的多个点、第二圆周上的多个点以及空间圆拟合算法，确定机器人基坐标系。

在一种可能的实现方式中，如图5所示，所述步骤S112可以包括：

步骤S1121，根据所述第一圆周上的多个点和空间圆拟合算法，确定第一轴线；

步骤S1122，根据所述第二圆周上的多个点和空间圆拟合算法，确定第二轴线；

步骤S1123，根据所述第一轴线和第二轴线，确定机器人基坐标系。

本公开实施例中，可以根据所述空间圆拟合算法，将所述第一圆周上的多个点拟合到第一空间圆上，可以将所述第二圆周上的多个点拟合到第二空间圆上，可以根据所述第一空间圆确定第一轴线，根据所述第二空间圆确定第二轴线。可以根据所述第一轴线和第二轴线，确定机器人基坐标系F_rob。例如，可以获取所述第一轴线和第二轴线的公垂线，得到所述公垂线在所述第一轴线的第一垂足以及所述公垂线在所述第二轴线的第二垂足，可以利用第一垂足、所述第一垂足到所述F_rob的原点的距离，确定所述F_rob的原点坐标，其中，所述第一垂足到所述F_rob的原点的距离可以是指所述第一轴的连杆偏距，所述第一轴的连杆偏距可以通过查找DH模型参数获取。进一步地，可以根据第一轴线方向、第二轴线方向、公垂线方向，确定所述F_rob的坐标系方向，比如，所述公垂线方向可以为所述F_rob坐标系中X轴方向，所述第一轴线方向可以为所述F_rob坐标系中Z轴方向，所述第二轴线方向可以为所述F_rob坐标系中Y轴方向。通过确定所述F_rob的原点坐标以及所述F_rob的坐标系方向，以确定所述F_rob的坐标系。

其中，所述第一轴线可以是指所述第一轴的轴线，所述第一轴线可以穿过所述第一空间圆的圆心且垂直所述第一空间圆；所述第二轴线可以是指所述第二轴的轴线，所述第二轴线可以穿过所述第二空间圆的圆心且垂直所述第二空间圆。

图6示出根据本公开一实施例的处理设备的结构框图。如图6所示，所述处理设备可以包括：

坐标系确定模块11，用于确定机器人基坐标系、测量参考坐标系；所述测量参考坐标系的坐标原点可以为所述第一位置的中心点；

第一获取模块12，用于根据所述机器人基坐标系和测量参考坐标系，获取第一转换关系；

第二获取模块13，用于根据DH模型参数，获取第二转换关系；

第三获取模块14，用于获取第三转换关系；所述第三转换关系为机器人工具测量参考坐标系和测量参考坐标系之间的转换关系，所述机器人工具测量参考坐标系的坐标原点可以为所述第二位置的中心点；

第四获取模块15，用于匹配机器人工具的三维模型以及机器人工具的参考模型，获取第四转换关系；

测量结果确定模块16，用于根据所述第一转换关系、第二转换关系、第三转换关系以及第四转换关系，确定所述机器人工具点的测量结果。

通过在机器人工具点的测量中，引入空间圆拟合算法和模型匹配的方式，根据本公开实施例的处理设备，使得测量结果更可靠，更加接近理论结果，保证了离线编程的效果。

图7示出根据本公开一实施例的机器人工具点的测量装置800的框图。例如，装置800可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。

参照图7装置800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(I/O)的接口812，传感器组件814，以及通信组件816。

处理组件802通常控制装置800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。

存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在装置800的操作。这些数据的示例包括用于在装置800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源组件806为装置800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置800生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件808包括在所述装置800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当装置800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风(MIC)，当装置800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为装置800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到装置800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测装置800或装置800一个组件的位置改变，用户与装置800接触的存在或不存在，装置800方位或加速/减速和装置800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件816被配置为便于装置800和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置800可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，装置800可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。

在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器804，上述计算机程序指令可由装置800的处理器820执行以完成上述方法。

本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。

这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims

1.一种机器人工具点的测量系统，其特征在于，所述测量系统包括机器人、参考靶点、双目视觉测量仪、扫描仪以及处理设备，所述机器人包括基座和法兰盘；

所述参考靶点中的一部分设置在第一位置，所述参考靶点中的其它部分设置在第二位置；其中，所述第一位置相对于所述基座静止，所述第二位置相对于所述法兰盘静止；

所述双目视觉测量仪用于接收测量跟踪模型以及根据所述测量跟踪模型确定机器人工具测量参考坐标系和测量参考坐标系之间的关系，其中，所述机器人工具测量参考坐标系是指坐标原点为所述第二位置的中心点，所述测量参考坐标系是指坐标原点为所述第一位置的中心点；

所述扫描仪用于获取以机器人工具测量参考坐标系为基准的机器人工具的三维模型；

所述处理设备用于与所述双目视觉测量仪以及所述扫描仪交互，实现对所述机器人工具点的测量。

2.一种基于权利要求1所述测量系统的机器人工具点的测量方法，其特征在于，包括：

根据DH模型参数，获取第二转换关系，其中，所述第二转换关系为所述机器人基坐标系与机器人法兰盘坐标系之间的转换关系；

获取第三转换关系；所述第三转换关系为机器人工具测量参考坐标系和所述测量参考坐标系之间的转换关系，所述机器人工具测量参考坐标系的坐标原点为所述第二位置的中心点；

匹配机器人工具的三维模型以及机器人工具的参考模型，获取第四转换关系，其中，所述第四转换关系为机器人工具坐标系和所述机器人工具测量参考坐标系之间的转换关系；

3.根据权利要求2所述的测量系统的机器人工具点的测量方法，其特征在于，所述方法还包括：

创建测量跟踪模型。

4.根据权利要求3所述的测量系统的机器人工具点的测量方法，其特征在于，所述确定测量参考坐标系，包括：

发送所述测量跟踪模型至双目视觉测量仪；

接收所述双目视觉测量仪根据所述测量跟踪模型获取的测量参考坐标系。

5.根据权利要求2所述的测量系统的机器人工具点的测量方法，其特征在于，所述确定机器人基坐标系，包括：

获取第一圆周上的多个点以及第二圆周上的多个点；所述第一圆周为所述机器人第一轴运动过程中所述机器人工具形成的圆周；所述第二圆周为所述机器人第二轴运动过程中所述机器人工具形成的圆周；

根据所述第一圆周上的多个点、第二圆周上的多个点以及空间圆拟合算法，确定机器人基坐标系。

6.根据权利要求5所述的测量系统的机器人工具点的测量方法，其特征在于，所述第一圆周上的多个点、第二圆周上的多个点以及空间圆拟合算法，确定机器人基坐标系，包括：

根据所述第一圆周上的多个点和空间圆拟合算法，确定第一轴线；

根据所述第二圆周上的多个点和空间圆拟合算法，确定第二轴线；

根据所述第一轴线和第二轴线，确定机器人基坐标系。

7.一种处理设备，其特征在于，包括：

坐标系确定模块，用于确定机器人基坐标系、测量参考坐标系；所述测量参考坐标系的坐标原点为第一位置的中心点；

第二获取模块，用于根据DH模型参数，获取第二转换关系，其中，所述第二转换关系为所述机器人基坐标系与机器人法兰盘坐标系之间的转换关系；

第三获取模块，用于获取第三转换关系；所述第三转换关系为机器人工具测量参考坐标系和测量参考坐标系之间的转换关系，所述机器人工具测量参考坐标系的坐标原点为第二位置的中心点；

第四获取模块，用于匹配机器人工具的三维模型以及机器人工具的参考模型，获取第四转换关系，其中，所述第四转换关系为机器人工具坐标系和所述机器人工具测量参考坐标系之间的转换关系；

8.一种机器人工具点的测量装置，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令以实现权利要求2至6中任意一项所述的方法。

9.一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求2至6中任意一项所述的方法。