CN112706168A - 机械臂的运动轨迹生成方法、装置 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提供了一种机械臂的运动轨迹生成方法、装置。该机械臂的运动轨迹生成方法包括：获取信号装置的多个第一发射信号以及各个第一发射信号对应的回波信号；根据所述各个第一发射信号以及所述各个第一发射信号对应的回波信号，确定所述运动物体在第一空间坐标系中的运动位置坐标，得到所述运动物体在所述第一空间坐标系中的多个运动位置坐标；根据所述第一空间坐标系与第二空间坐标系之间的对应关系，确定各个运动位置坐标在所述第二空间坐标系中对应的目标位置坐标；根据多个目标位置坐标，生成所述机械臂的运动轨迹。本申请实施例的技术方案能够快速、便利并准确地规划机械臂的运动轨迹，无需复杂编程、成本低，且具有广泛适用性。

Description

机械臂的运动轨迹生成方法、装置

技术领域

本申请涉及机器人控制领域，具体而言，涉及一种机械臂的运动轨迹生成方法、装置。

背景技术

在机械臂的工作过程中，需要对机械臂的轨迹进行规划。然而，现有的机械臂的运动路径及轨迹规划技术，由于其特有的属性限制了在现场实际应用中的时间及成本，并且需要较为专业的培训及技术背景，现有的视觉、激光、超声等定位技术在控制位置偏差上面与机械臂实际使用误差的量级存在差别，导致一些应用开发的困难，需要现场大量的调试工作。

发明内容

本申请的实施例提供了一种机械臂的运动轨迹生成方法、装置，进而至少在一定程度上能够快速、便利并准确地规划机械臂的运动轨迹，无需复杂编程、成本低，且具有广泛适用性。

本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种机械臂的运动轨迹生成方法，包括：获取信号装置的多个第一发射信号以及各个第一发射信号对应的回波信号，所述第一发射信号是所述信号装置的发射器向机械臂关联的运动物体发射的信号，所述回波信号是所述信号装置的接收器接收到的所述运动物体对所述第一发射信号进行反射的信号；根据所述各个第一发射信号以及所述各个第一发射信号对应的回波信号，确定所述运动物体在第一空间坐标系中的运动位置坐标，得到所述运动物体在所述第一空间坐标系中的多个运动位置坐标，所述第一空间坐标系为所述信号装置对应的空间坐标系；根据所述第一空间坐标系与第二空间坐标系之间的对应关系，确定各个运动位置坐标在所述第二空间坐标系中对应的目标位置坐标，所述第二空间坐标系为所述机械臂对应的空间坐标系；根据多个目标位置坐标，生成所述机械臂的运动轨迹。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种机械臂的运动轨迹生成装置，包括：获取单元，配置为获取信号装置的多个第一发射信号以及各个第一发射信号对应的回波信号，所述第一发射信号是所述信号装置的发射器向机械臂关联的运动物体发射的信号，所述回波信号是所述信号装置的接收器接收到的所述运动物体对所述第一发射信号进行反射的信号；第一确定单元，配置为根据所述各个第一发射信号以及所述各个第一发射信号对应的回波信号，确定所述运动物体在第一空间坐标系中的运动位置坐标，得到所述运动物体在所述第一空间坐标系中的多个运动位置坐标，所述第一空间坐标系为所述信号装置对应的空间坐标系；第二确定单元，配置为根据所述第一空间坐标系与第二空间坐标系之间的对应关系，确定各个运动位置坐标在所述第二空间坐标系中对应的目标位置坐标，所述第二空间坐标系为所述机械臂对应的空间坐标系；生成单元，配置为根据多个目标位置坐标，生成所述机械臂的运动轨迹。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述装置还包括：第二获取单元，配置为获取所述信号装置在所述第一空间坐标系中的第一位置坐标以及所述信号装置在所述第二空间坐标系中的第二位置坐标；第三确定单元，配置为根据所述第一位置坐标以及所述第二位置坐标，确定所述第一空间坐标系与所述第二空间坐标系之间的对应关系。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述装置还包括：第三获取单元，配置为获取所述信号装置的第二发射信号以及所述第二发射信号对应的回波信号，所述第二发射信号是所述信号装置的发射器向所述机械臂发射的信号，所述回波信号是所述信号装置的接收器接收到的所述机械臂对所述第二发射信号进行反射的信号；第四确定单元，配置为根据所述第二发射信号和所述第二发射信号对应的回波信号，确定所述信号装置在所述第二空间坐标系中的第二位置坐标。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述第四确定单元包括：第一确定子单元，配置为根据所述第二发射信号和所述第二发射信号对应的回波信号，确定所述信号装置与所述机械臂之间的距离；第二确定子单元，配置为根据所述机械臂在所述第二空间坐标系中的位置坐标，以及所述信号装置与所述机械臂之间的距离，确定所述信号装置在所述第二空间坐标系中的第二位置坐标。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述第一确定子单元配置为：根据所述第二发射信号和所述第二发射信号对应的回波信号，确定所述第二发射信号的发射时间与所述第二发射信号对应的回波信号的接收时间之间的时间差；根据所述时间差，确定所述信号装置与所述机械臂之间的距离。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述第一确定单元配置为：根据所述各个第一发射信号以及所述各个第一发射信号对应的回波信号，确定所述信号装置与所述运动物体之间的距离，得到所述信号装置与所述运动物体之间的多个距离；根据所述信号装置在所述第一空间坐标系中的位置坐标，以及所述信号装置与所述运动物体之间的各个距离，确定所述运动物体在所述第一空间坐标系中的运动位置坐标，得到所述运动物体在所述第一空间坐标系中的多个运动位置坐标。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述装置还包括：第五确定单元，配置为根据所述各个第一发射信号以及所述各个第一发射信号对应的回波信号，确定对应于所述各个运动位置坐标的所述运动物体的运动速度；控制单元，配置为控制所述机械臂按照所述运动轨迹和所述运动速度进行运动。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述第五确定单元包括：获取子单元，配置为获取相邻发射时间的两两第一发射信号之间的发射时间间隔；第三确定子单元，配置为根据所述两两第一发射信号以及所述两两第一发射信号分别对应的回波信号，确定所述运动物体在所述发射时间间隔内的运动位移；第四确定子单元，配置为根据所述发射时间间隔以及所述运动位移，确定对应于所述各个运动位置坐标的所述运动物体的运动速度。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述第三确定子单元配置为：根据所述两两第一发射信号以及所述两两第一发射信号分别对应的回波信号，确定所述两两第一发射信号分别对应的所述信号装置与所述运动物体之间的距离；根据所述两两第一发射信号分别对应的所述信号装置与所述运动物体之间的距离，确定所述运动物体在所述发射时间间隔内的运动位移。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例中所述的机械臂的运动轨迹生成方法。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上述实施例中所述的机械臂的运动轨迹生成方法。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各种可选实施例中提供的机械臂的运动轨迹生成方法。

在本申请的一些实施例所提供的技术方案中，通过获取信号装置的多个第一发射信号以及各个第一发射信号对应的回波信号，然后根据各个第一发射信号以及各个第一发射信号对应的回波信号，可以确定出运动物体在第一空间坐标系中的运动位置坐标，得到运动物体在第一空间坐标系中的多个运动位置坐标，进而可以根据第一空间坐标系与第二空间坐标系之间的对应关系，确定各个运动位置坐标在第二空间坐标系中对应的目标位置坐标，第二空间坐标系为机械臂对应的空间坐标系；最后，在得到多个目标位置坐标后，则可以根据多个目标位置坐标，生成机械臂的运动轨迹。本申请实施例的技术方案可以直接根据第一空间坐标系与第二空间坐标系之间的对应关系，将运动物体在第一空间坐标坐标系的各个运动位置坐标转换成机械臂所在的第二空间坐标系中的目标位置坐标，从而直接根据多个目标位置坐标生成机械臂的运动轨迹，达到了快速、准确、便捷地生成机械臂的运动轨迹的目的，整个方案无需复杂编程、成本低，而且可以应用于多机器人场景以及复合型机器人场景，具有广泛的适用性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。在附图中：

图1示出了根据本申请的一个实施例的机械臂的运动轨迹生成方法的应用场景示意图一；

图2示出了根据本申请的一个实施例的机械臂的运动轨迹生成方法的应用场景示意图二；

图3示出了根据本申请的一个实施例的机械臂的运动轨迹生成方法的流程图；

图4示出了根据本申请的一个实施例的机械臂的运动轨迹生成方法的流程图；

图5示出了根据本申请的一个实施例的机械臂的运动轨迹生成方法的流程图；

图6示出了根据本申请的一个实施例的机械臂的运动轨迹生成方法的流程图；

图7示出了根据本申请的一个实施例的机械臂的运动轨迹生成方法的流程图；

图8示出了根据本申请的一个实施例的机械臂的运动轨迹生成方法的流程图；

图9示出了根据本申请的一个实施例的机械臂的运动轨迹生成方法的流程图；

图10示出了根据本申请的一个实施例的机械臂的运动轨迹生成装置的框图；

图11示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中使用的术语仅用于描述实施例，并不旨在限制本申请的范围。应该理解的是，术语“包括”、“包含”、“具有”等在本文中使用时指定存在所陈述的特点、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组，但并不排除存在或添加其他特点、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组中的一个或多个。

将进一步理解的是，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件和另一个元件。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件。类似地，第二元件可以被称为第一元件。如本文所使用的，术语“和/或”包含关联的列出的项目中的一个或多个的任何和所有组合。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。

目前，机器人的运动路径及轨迹规划目前已有的技术包括：离线编程仿真、示教器编程、手动示教等，但其特有的属性限制了在现场实际应用中的时间及成本，并且需要较为专业的培训及技术背景；虽然机器人的部分编程及控制，在编程及仿真上可以实现的，但在实际场景落地上会存在微小的偏差，导致额外的现场调试工作量；在多机器人的应用场景中，需要特别的运动规划及控制器方案，以实现配合动作及避免产生安全问题；在复合机器人应用上，目前现有的视觉、激光、超声等定位技术在控制位置偏差上面与机械臂实际使用误差的量级存在差别，导致一些应用开发的困难，需要现场大量的调试工作。

对此，本申请实施例中提供了一种机械臂的运动轨迹生成方法，首先，可以获取信号装置的多个第一发射信号以及各个第一发射信号对应的回波信号，其中，第一发射信号是信号装置的发射器向机械臂关联的运动物体发射的信号，回波信号是信号装置的接收器接收到的运动物体对第一发射信号进行反射的信号，然后，可以根据各个第一发射信号以及各个第一发射信号对应的回波信号，确定运动物体在第一空间坐标系中的运动位置坐标，得到运动物体在第一空间坐标系中的多个运动位置坐标，第一空间坐标系为所述信号装置对应的空间坐标系；进而可以根据第一空间坐标系与第二空间坐标系之间的对应关系，确定各个运动位置坐标在第二空间坐标系中对应的目标位置坐标，第二空间坐标系为机械臂对应的空间坐标系；最后，在得到多个目标位置坐标后，则可以根据多个目标位置坐标，生成机械臂的运动轨迹。

本申请实施例的技术方案可以直接根据第一空间坐标系与第二空间坐标系之间的对应关系，将运动物体在第一空间坐标坐标系的各个运动位置坐标转换成机械臂所在的第二空间坐标系中的目标位置坐标，从而直接根据多个目标位置坐标生成机械臂的运动轨迹，可以快速、便利并准确地规划机械臂的运动轨迹，无需复杂编程、成本低，而且可以应用于多机器人场景以及复合型机器人场景，具有广泛的适用性。

图1示出了根据本申请的一个实施例的机械臂的运动轨迹生成方法的应用场景示意图一。如图1所示，系统架构100可以包括信号装置101、运动物体102、机械臂103以及计算机设备104。

其中，信号装置101包括发射器和接收器，运动物体102包括反射器，信号装置101的发射器可以向运动物体102发射信号，运动物体102可以通过反射器反射信号装置101的信号，信号装置101的接收器可以接收运动物体102的反射器反射的回波信号。信号装置101的发射器可按照预定的时间间隔或预设的规则(例如，周期性地、非周期性地、随机地、实时地等)向运动物体102发射信号。需要说明的是，发射器、接收器以及反射器的数目可以是任意数目，本申请实施例不进行具体限定。

运动物体102是指处于运动状态的物体，运动物体102可以具体包括信号获取模块以及运动模块，信号获取模块包含有反射器，信号获取模块用于获取信号装置101发射的信号，并向信号装置101反射信号，运动模块可以包括但不限于陀螺仪，用于使运动物体102进行运动。此外，运动物体102可以安装(贴附)在机械臂103上，从而可以通过借助运动物体102的运动生成机械臂103的运动轨迹。

上述计算机设备104可以是终端设备或者服务器，在本申请中，终端设备可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、智能音箱、智能手表等，但并不局限于此。服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(Content Delivery Network，CDN)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。

在该场景中，信号装置101可以向运动物体102发射多个第一发射信号，运动物体102反射各个第一发射信号，形成各个第一发射信号对应的回波信号。计算机设备104可以从信号装置101处获取多个第一发射信号以及各个第一发射信号对应的回波信号，并采用本申请提供的机械臂的运动轨迹生成方法，生成机械臂103的运动轨迹。

应该理解，图1中的信号装置、运动物体、机械臂、计算机设备的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的信号装置、运动物体、机械臂、计算机设备。比如计算机设备104可以是多个服务器组成的服务器集群等。

图2示出了根据本申请的一个实施例的机械臂的运动轨迹生成方法的应用场景示意图一，如图2所示，该系统架构与图1所示的系统架构的不同之处在于：运动物体102不是安装(贴附)在机械臂103上，在本应用场景中，运动物体102安装在由移动机器人105和机械臂103形成的复合型机器人上，在复合型机器人的应用场景中，同样地，信号装置101可以向运动物体102发射多个第一发射信号，运动物体102反射各个第一发射信号，形成各个第一发射信号对应的回波信号。计算机设备104可以从信号装置101处获取多个第一发射信号以及各个第一发射信号对应的回波信号，并采用本申请提供的机械臂的运动轨迹生成方法，生成机械臂103的运动轨迹。

以下对本申请实施例的技术方案的实现细节进行详细阐述：

图3示出了根据本申请的一个实施例的机械臂的运动轨迹生成方法的流程图，该机械臂的运动轨迹生成方法可以由计算机设备来执行，该计算机设备可以是图1中所示的计算机设备104。参照图3所示，机械臂的运动轨迹生成方法包括：

步骤S310、获取信号装置的多个第一发射信号以及各个第一发射信号对应的回波信号，所述第一发射信号是所述信号装置的发射器向机械臂关联的运动物体发射的信号，所述回波信号是所述信号装置的接收器接收到的所述运动物体对所述第一发射信号进行反射的信号；

步骤S320、根据所述各个第一发射信号以及所述各个第一发射信号对应的回波信号，确定所述运动物体在第一空间坐标系中的运动位置坐标，所述第一空间坐标系为所述信号装置对应的空间坐标系；

步骤S330、根据所述第一空间坐标系与第二空间坐标系之间的对应关系，确定各个运动位置坐标在所述第二空间坐标系中对应的目标位置坐标，所述第二空间坐标系为所述机械臂对应的空间坐标系；

步骤S340、根据多个目标位置坐标，生成所述机械臂的运动轨迹。

下面对这些步骤进行详细描述。

在步骤S310中，获取信号装置的多个第一发射信号以及各个第一发射信号对应的回波信号，所述第一发射信号是所述信号装置的发射器向机械臂关联的运动物体发射的信号，所述回波信号是所述信号装置的接收器接收到的所述运动物体对所述第一发射信号进行反射的信号。

机械臂是机器人技术领域中最广泛应用的自动化机械装置，其广泛应用于工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域，在实际应用中，机械臂可以按照规划的运动轨迹移动物体，从而完成夹持焊钳或焊枪、点焊或弧焊、搬运零件或构件、激光切割、喷涂、装配机械零部件等工业操作。

为了生成机械臂的运动轨迹，在本实施例中，执行主体可以预先获取信号装置的多个第一发射信号以及各个第一发射信号对应的回波信号，其中，信号装置包括发射器和接收器，发射器用于向机械臂关联的运动物体持续发射信号，形成多个第一发射信号，第一发射信号经由运动物体反射后，形成回波信号，并由信号装置的接收器接收。

其中，运动物体是指处于运动状态的物体，且该运动物体是与机械臂相关联的，关联的含义可以是运动物体安装(贴附)在机械臂上，还可以是运动物体安装在由移动机器人和机械臂形成的复合型机器人上，当然运动物体还可以以其他方式与机械臂进行关联，本实施例在此不具体限定。

信号装置可以包括但不限于红外发射器、激光光源、无线电发射器、WIFI发射器、超声波发生器等，对应地，第一发射信号以及回波信号可以包括但不限于红外信号、激光信号、无线电信号、WIFI信号、超声波等。

在步骤S320中，根据所述各个第一发射信号以及所述各个第一发射信号对应的回波信号，确定所述运动物体在第一空间坐标系中的运动位置坐标，得到所述运动物体在所述第一空间坐标系中的多个运动位置坐标，所述第一空间坐标系为所述信号装置对应的空间坐标系。

具体地，执行主体在获取信号装置的多个第一发射信号以及各个第一发射信号对应的回波信号之后，则可以根据各个第一发射信号以及各个第一发射信号对应的回波信号，确定运动物体在第一空间坐标系中的运动位置坐标，从而得到运动物体的多个运动位置坐标。其中，第一空间坐标系为信号装置对应的空间坐标系。

在本申请的一个实施例中，如图4所示，步骤S320可以具体包括步骤S410-步骤S420，现详细说明如下：

在步骤S410中，根据所述各个第一发射信号以及所述各个第一发射信号对应的回波信号，确定所述信号装置与所述运动物体之间的距离，得到所述信号装置与所述运动物体之间的多个距离。

由于第一发射信号是信号装置的发射器向运动物体发射的信号，而回波信号是信号装置的接收器接收到的运动物体对第一发射信号进行反射的信号，因此，可以根据各个第一发射信号以及各个第一发射信号对应的回波信号，确定出信号装置与运动物体之间的距离，得到信号装置与运动物体之间的多个距离。

在本申请的一个实施例中，根据各个第一发射信号以及各个第一发射信号对应的回波信号，确定信号装置与运动物体之间的距离的方法具体可以是：根据各个第一发射信号的发射时间以及各个第一发射信号对应的回波信号的接收时间，计算发射时间与接收时间之间的时间差，然后，根据计算得到的时间差，确定信号装置与运动物体之间的距离。

举例说明，假设第一发射信号是激光信号，第一发射信号的发射时间为T1，第一发射信号对应的回波信号的接收时间为T2，则可以计算得到发射时间与接收时间之间的时间差T＝|T2-T1|，又由于激光信号的速度为光速v_光，因此可以计算得到信号装置与运动物体之间的距离S＝Tv_光/2。

在步骤S420中，根据所述信号装置在所述第一空间坐标系中的位置坐标，以及所述信号装置与所述运动物体之间的各个距离，确定所述运动物体在所述第一空间坐标系中的运动位置坐标，得到所述运动物体在所述第一空间坐标系中的多个运动位置坐标。

由于第一空间坐标系是信号装置对应的坐标系，因此信号装置在第一空间坐标系中的位置坐标是已知的，因而在计算得到信号装置与运动物体之间的多个距离之后，则可以根据信号装置在第一空间坐标系中的位置坐标，以及信号装置与运动物体之间的各个距离，确定运动物体在第一空间坐标系中的运动位置坐标，从而得到运动物体的多个运动位置坐标。

继续参见图3，步骤S330，根据所述第一空间坐标系与第二空间坐标系之间的对应关系，确定各个运动位置坐标在所述第二空间坐标系中对应的目标位置坐标，所述第二空间坐标系为所述机械臂对应的空间坐标系。

在本实施例中存在第一空间坐标系和第二空间坐标系，其中，第一空间坐标系为信号装置对应的空间坐标系，第二空间坐标系为机械臂对应的空间坐标系，也即是机械臂的基坐标系。对于第一空间坐标系以及第二空间坐标系，计算机设备可以预先建立两者之间的对应关系。

因此，在得到运动物体在第一空间坐标系中的多个运动位置坐标之后，则可以根据第一空间坐标系与第二空间坐标系之间的对应关系，确定各个运动位置坐标在第二空间坐标系中对应的目标位置坐标。

在本申请的一个实施例中，建立第一空间坐标系与第二空间坐标系之间的对应关系可以具体包括：获取所述信号装置在所述第一空间坐标系中的第一位置坐标以及所述信号装置在所述第二空间坐标系中的第二位置坐标；根据所述第一位置坐标以及所述第二位置坐标，确定所述第一空间坐标系与所述第二空间坐标系之间的对应关系。

在该实施例中，由于第一位置坐标和第二位置坐标是同一个信号装置分别在第一空间坐标系中和第二空间坐标系中的位置坐标，因此第一空间坐标系和第二空间坐标系之间具有确定的对应关系：信号装置在第一空间坐标系中的第一位置坐标和信号装置在第二空间坐标系中的第二位置坐标是相对应的，相对应的点在各自坐标系内位置的比例关系是相同的，基于该比例关系可以得到第一空间坐标系与第二空间坐标系之间的对应关系。

在本申请的一个实施例中，如图5所示，在上述实施例中获取信号装置在第二空间坐标系中的第二位置坐标的方法可以具体包括步骤S510-步骤S520：

步骤S510、获取所述信号装置的第二发射信号以及所述第二发射信号对应的回波信号，所述第二发射信号是所述信号装置的发射器向所述机械臂发射的信号，所述回波信号是所述信号装置的接收器接收到的所述机械臂对所述第二发射信号进行反射的信号；

步骤S520、根据所述第二发射信号和所述第二发射信号对应的回波信号，确定所述信号装置在所述第二空间坐标系中的第二位置坐标。

在该实施例中，执行主体可以获取信号装置的第二发射信号以及第二发射信号对应的回波信号，其中，第二发射信号是信号装置的发射器向机械臂发射的信号，第二发射信号对应的回波信号是信号装置的接收器接收到的机械臂对第二发射信号进行反射的信号。

由于机械臂处于第二空间坐标系，因此，在获取到向机械臂发射的第二发射信号以及第二发射信号对应的回波信号之后，则可以根据第二发射信号和第二发射信号对应的回波信号，确定信号装置在第二空间坐标系中的第二位置坐标。

在本申请的一个实施例中，如图6所示，步骤S520可以具体包括步骤S610-步骤S620，现详细说明如下：

步骤S610、根据所述第二发射信号和所述第二发射信号对应的回波信号，确定所述信号装置与所述机械臂之间的距离。

由于第二发射信号是信号装置的发射器向机械臂发射的信号，而回波信号是信号装置的接收器接收到的机械臂对第二发射信号进行反射的信号，因此，可以根据第二发射信号以及第二发射信号对应的回波信号，确定信号装置与机械臂之间的距离。

在本申请的一个实施例中，根据第二发射信号以及第二发射信号对应的回波信号，确定信号装置与机械臂之间的距离的方法具体可以是：根据第二发射信号的发射时间以及第二发射信号对应的回波信号的接收时间，计算发射时间与接收时间之间的时间差，然后，根据计算得到的时间差，确定信号装置与机械臂之间的距离。

步骤S620、根据所述机械臂在所述第二空间坐标系中的位置坐标，以及所述信号装置与所述机械臂之间的距离，确定所述信号装置在所述第二空间坐标系中的第二位置坐标。

由于第二空间坐标系是机械臂对应的坐标系，因此机械臂在第二空间坐标系中的位置坐标是已知的，因而在计算得到信号装置与机械臂之间的距离之后，则可以根据机械臂在第二空间坐标系中的位置坐标，以及信号装置与机械臂之间的距离，确定出信号装置在第二空间坐标系中的第二位置坐标。

继续参见图3，在步骤S340中，根据多个目标位置坐标，生成所述机械臂的运动轨迹。

具体地，在确定各个运动位置坐标在第二空间坐标系中对应的目标位置坐标，得到多个目标位置坐标之后，则可以将得到的各个目标位置坐标连接起来，生成机械臂的运动轨迹。

在本申请的一个实施例中，如图7所示，所述方法还可以包括步骤S710-步骤S720，现详细说明如下：

在步骤S710中，根据所述各个第一发射信号以及所述各个第一发射信号对应的回波信号，确定对应于所述各个运动位置坐标的所述运动物体的运动速度。

在该实施例中，在生成机械臂的运动轨迹之后，不仅可以控制机械臂按照生成的运动轨迹进行运动，还可以使得机械臂按照相对应的运动速度进行运动。其中，相对应的运动速度可以是根据各个第一发射信号以及各个第一发射信号对应的回波信号，确定出的对应于各个运动位置坐标的运动物体的运动速度。

在本申请的一个实施例中，如图8所示，步骤S710可以具体包括步骤S810-步骤S830，具体说明如下：

在步骤S810中，获取相邻发射时间的两两第一发射信号之间的发射时间间隔。

在本实施例中，由于信号装置向运动物体发射了多个第一发射信号，因此可以获取到相邻发射时间的两两第一发射信号之间的发射时间间隔。

在步骤S820中，根据所述两两第一发射信号以及所述两两第一发射信号分别对应的回波信号，确定所述运动物体在所述发射时间间隔内的运动位移。

除了可以获取到两两第一发射信号之间的发射时间间隔之外，为了确定对应于各个运动位置坐标的运动物体的运动速度，还可以进一步根据两两第一发射信号以及两两第一发射信号分别对应的回波信号，确定运动物体在发射时间间隔内的运动位移。

在本申请的一个实施例中，如图9所示，步骤S820可以具体包括步骤S910-步骤S920，详细说明如下：

步骤S910、根据所述两两第一发射信号以及所述两两第一发射信号分别对应的回波信号，确定所述两两第一发射信号分别对应的所述信号装置与所述运动物体之间的距离。

由于第一发射信号是信号装置的发射器向运动物体发射的信号，而回波信号是信号装置的接收器接收到的运动物体对第一发射信号进行反射的信号，因此，根据两两第一发射信号以及两两第一发射信号分别对应的回波信号，则可以确定出两两第一发射信号分别对应的信号装置与运动物体之间的距离。

步骤S920、根据所述两两第一发射信号分别对应的所述信号装置与所述运动物体之间的距离，确定所述运动物体在所述发射时间间隔内的运动位移。

具体而言，在确定出两两第一发射信号分别对应的信号装置与运动物体之间的距离之后，则可以确定运动物体在发射时间间隔内的运动位移。

在一些实施方式中，根据两两第一发射信号分别对应的信号装置与运动物体之间的距离，确定运动物体在发射时间间隔内的运动位移的方法可以具体包括：根据两两第一发射信号分别对应的信号装置与运动物体之间的距离，以及所述信号装置在第一空间坐标系中的位置坐标，确定两两第一发射信号分别对应的运动物体在第一空间坐标系中的位置坐标，然后，根据两两第一发射信号分别对应的运动物体在第一空间坐标系中的位置坐标，计算得到运动物体在发射时间间隔内的运动位移。

继续参见图8，在步骤S830中，根据所述发射时间间隔以及所述运动位移，确定对应于所述各个运动位置坐标的所述运动物体的运动速度。

在获取到两两第一发射信号之间的发射时间间隔，且确定出运动物体在发射时间间隔内的运动位移之后，则可以确定各个运动位置坐标的运动物体的运动速度。

继续参见图7，在步骤S720中，控制所述机械臂按照所述运动轨迹和所述运动速度进行运动。

在本实施例中，根据运动物体的多个运动位置坐标生成机械臂的运动轨迹，以及确定出对应于各个运动位置坐标的运动物体的运动速度之后，则可以控制机械臂按照运动轨迹和运动速度进行运动。

以下介绍本申请的装置实施例，可以用于执行本申请上述实施例中的机械臂的运动轨迹生成方法。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请上述的机械臂的运动轨迹生成方法的实施例。

图10示出了根据本申请的一个实施例的机械臂的运动轨迹生成装置的框图，参照图10所示，根据本申请的一个实施例的机械臂的运动轨迹生成装置1000，包括：第一获取单元1002、第一确定单元1004、第二确定单元1006以及生成单元1008。

其中，所述获取单元1002，配置为获取信号装置的多个第一发射信号以及各个第一发射信号对应的回波信号，所述第一发射信号是所述信号装置的发射器向机械臂关联的运动物体发射的信号，所述回波信号是所述信号装置的接收器接收到的所述运动物体对所述第一发射信号进行反射的信号；所述第一确定单元1004，配置为根据所述各个第一发射信号以及所述各个第一发射信号对应的回波信号，确定所述运动物体在第一空间坐标系中的运动位置坐标，得到所述运动物体在所述第一空间坐标系中的多个运动位置坐标，所述第一空间坐标系为所述信号装置对应的空间坐标系；所述第二确定单元1006，配置为根据所述第一空间坐标系与第二空间坐标系之间的对应关系，确定各个运动位置坐标在所述第二空间坐标系中对应的目标位置坐标，所述第二空间坐标系为所述机械臂对应的空间坐标系；所述生成单元1008，配置为根据多个目标位置坐标，生成所述机械臂的运动轨迹。

在本申请的一些实施例中，所述装置还包括：第二获取单元，配置为获取所述信号装置在所述第一空间坐标系中的第一位置坐标以及所述信号装置在所述第二空间坐标系中的第二位置坐标；第三确定单元，配置为根据所述第一位置坐标以及所述第二位置坐标，确定所述第一空间坐标系与所述第二空间坐标系之间的对应关系。

在本申请的一些实施例中，所述装置还包括：第三获取单元，配置为获取所述信号装置的第二发射信号以及所述第二发射信号对应的回波信号，所述第二发射信号是所述信号装置的发射器向所述机械臂发射的信号，所述回波信号是所述信号装置的接收器接收到的所述机械臂对所述第二发射信号进行反射的信号；第四确定单元，配置为根据所述第二发射信号和所述第二发射信号对应的回波信号，确定所述信号装置在所述第二空间坐标系中的第二位置坐标。

在本申请的一些实施例中，所述第四确定单元包括：第一确定子单元，配置为根据所述第二发射信号和所述第二发射信号对应的回波信号，确定所述信号装置与所述机械臂之间的距离；第二确定子单元，配置为根据所述机械臂在所述第二空间坐标系中的位置坐标，以及所述信号装置与所述机械臂之间的距离，确定所述信号装置在所述第二空间坐标系中的第二位置坐标。

在本申请的一些实施例中，所述第一确定子单元配置为：根据所述第二发射信号和所述第二发射信号对应的回波信号，确定所述第二发射信号的发射时间与所述第二发射信号对应的回波信号的接收时间之间的时间差；根据所述时间差，确定所述信号装置与所述机械臂之间的距离。

在本申请的一些实施例中，所述第一确定单元1004配置为：根据所述各个第一发射信号以及所述各个第一发射信号对应的回波信号，确定所述信号装置与所述运动物体之间的距离，得到所述信号装置与所述运动物体之间的多个距离；根据所述信号装置在所述第一空间坐标系中的位置坐标，以及所述信号装置与所述运动物体之间的各个距离，确定所述运动物体在所述第一空间坐标系中的运动位置坐标，得到所述运动物体在所述第一空间坐标系中的多个运动位置坐标。

在本申请的一些实施例中，所述装置还包括：第五确定单元，配置为根据所述各个第一发射信号以及所述各个第一发射信号对应的回波信号，确定对应于所述各个运动位置坐标的所述运动物体的运动速度；控制单元，配置为控制所述机械臂按照所述运动轨迹和所述运动速度进行运动。

在本申请的一些实施例中，所述第五确定单元包括：获取子单元，配置为获取相邻发射时间的两两第一发射信号之间的发射时间间隔；第三确定子单元，配置为根据所述两两第一发射信号以及所述两两第一发射信号分别对应的回波信号，确定所述运动物体在所述发射时间间隔内的运动位移；第四确定子单元，配置为根据所述发射时间间隔以及所述运动位移，确定对应于所述各个运动位置坐标的所述运动物体的运动速度。

在本申请的一些实施例中，所述第三确定子单元配置为：根据所述两两第一发射信号以及所述两两第一发射信号分别对应的回波信号，确定所述两两第一发射信号分别对应的所述信号装置与所述运动物体之间的距离；根据所述两两第一发射信号分别对应的所述信号装置与所述运动物体之间的距离，确定所述运动物体在所述发射时间间隔内的运动位移。

图11示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。

需要说明的是，图11示出的电子设备的计算机系统1100仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图11所示，计算机系统1100包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)1101，其可以根据存储在只读存储器(Read-Only Memory，ROM)1102中的程序或者从存储部分1108加载到随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)1103中的程序而执行各种适当的动作和处理，例如执行上述实施例中所述的方法。在RAM 1103中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU 1101、ROM 1102以及RAM 1103通过总线1104彼此相连。输入/输出(Input/Output，I/O)接口1105也连接至总线1104。

以下部件连接至I/O接口1105：包括键盘、鼠标等的输入部分1106；包括诸如阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等以及扬声器等的输出部分1107；包括硬盘等的存储部分1108；以及包括诸如LAN(Local AreaNetwork，局域网)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1109。通信部分1109经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1110也根据需要连接至I/O接口1105。可拆卸介质1111，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1110上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分1108。

特别地，根据本申请的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的计算机程序。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1109从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1111被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)1101执行时，执行本申请的系统中限定的各种功能。

需要说明的是，本申请实施例所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的计算机程序。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的计算机程序可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、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。其中，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码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。也应当注意，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，两个接连地表示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，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操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。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。

作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现上述实施例中所述的方法。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本申请的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本申请实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等)执行根据本申请实施方式的方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种机械臂的运动轨迹生成方法，其特征在于，所述方法包括：

获取信号装置的多个第一发射信号以及各个第一发射信号对应的回波信号，所述第一发射信号是所述信号装置的发射器向机械臂关联的运动物体发射的信号，所述回波信号是所述信号装置的接收器接收到的所述运动物体对所述第一发射信号进行反射的信号；

根据所述各个第一发射信号以及所述各个第一发射信号对应的回波信号，确定所述运动物体在第一空间坐标系中的运动位置坐标，得到所述运动物体在所述第一空间坐标系中的多个运动位置坐标，所述第一空间坐标系为所述信号装置对应的空间坐标系；

根据所述第一空间坐标系与第二空间坐标系之间的对应关系，确定各个运动位置坐标在所述第二空间坐标系中对应的目标位置坐标，所述第二空间坐标系为所述机械臂对应的空间坐标系；

根据多个目标位置坐标，生成所述机械臂的运动轨迹。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述信号装置在所述第一空间坐标系中的第一位置坐标以及所述信号装置在所述第二空间坐标系中的第二位置坐标；

根据所述第一位置坐标以及所述第二位置坐标，确定所述第一空间坐标系与所述第二空间坐标系之间的对应关系。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述信号装置的第二发射信号以及所述第二发射信号对应的回波信号，所述第二发射信号是所述信号装置的发射器向所述机械臂发射的信号，所述回波信号是所述信号装置的接收器接收到的所述机械臂对所述第二发射信号进行反射的信号；

根据所述第二发射信号和所述第二发射信号对应的回波信号，确定所述信号装置在所述第二空间坐标系中的第二位置坐标。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述第二发射信号和所述第二发射信号对应的回波信号，确定所述信号装置在所述第二空间坐标系中的第二位置坐标，包括：

根据所述第二发射信号和所述第二发射信号对应的回波信号，确定所述信号装置与所述机械臂之间的距离；

根据所述机械臂在所述第二空间坐标系中的位置坐标，以及所述信号装置与所述机械臂之间的距离，确定所述信号装置在所述第二空间坐标系中的第二位置坐标。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述第二发射信号和所述第二发射信号对应的回波信号，确定所述信号装置与所述机械臂之间的距离，包括：

根据所述第二发射信号和所述第二发射信号对应的回波信号，确定所述第二发射信号的发射时间与所述第二发射信号对应的回波信号的接收时间之间的时间差；

根据所述时间差，确定所述信号装置与所述机械臂之间的距离。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述各个第一发射信号以及所述各个第一发射信号对应的回波信号，确定所述运动物体在第一空间坐标系中的运动位置坐标，得到所述运动物体在所述第一空间坐标系中的多个运动位置坐标，包括：

根据所述各个第一发射信号以及所述各个第一发射信号对应的回波信号，确定所述信号装置与所述运动物体之间的距离，得到所述信号装置与所述运动物体之间的多个距离；

根据所述信号装置在所述第一空间坐标系中的位置坐标，以及所述信号装置与所述运动物体之间的各个距离，确定所述运动物体在所述第一空间坐标系中的运动位置坐标，得到所述运动物体在所述第一空间坐标系中的多个运动位置坐标。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述各个第一发射信号以及所述各个第一发射信号对应的回波信号，确定对应于所述各个运动位置坐标的所述运动物体的运动速度；

控制所述机械臂按照所述运动轨迹和所述运动速度进行运动。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述各个第一发射信号以及所述各个第一发射信号对应的回波信号，确定对应于所述各个运动位置坐标的所述运动物体的运动速度，包括：

获取相邻发射时间的两两第一发射信号之间的发射时间间隔；

根据所述两两第一发射信号以及所述两两第一发射信号分别对应的回波信号，确定所述运动物体在所述发射时间间隔内的运动位移；

根据所述发射时间间隔以及所述运动位移，确定对应于所述各个运动位置坐标的所述运动物体的运动速度。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述两两第一发射信号以及所述两两第一发射信号分别对应的回波信号，确定所述运动物体在所述发射时间间隔内的运动位移，包括：

根据所述两两第一发射信号以及所述两两第一发射信号分别对应的回波信号，确定所述两两第一发射信号分别对应的所述信号装置与所述运动物体之间的距离；

根据所述两两第一发射信号分别对应的所述信号装置与所述运动物体之间的距离，确定所述运动物体在所述发射时间间隔内的运动位移。

10.一种机械臂的运动轨迹生成装置，其特征在于，所述装置包括：

获取单元，配置为获取信号装置的多个第一发射信号以及各个第一发射信号对应的回波信号，所述第一发射信号是所述信号装置的发射器向机械臂关联的运动物体发射的信号，所述回波信号是所述信号装置的接收器接收到的所述运动物体对所述第一发射信号进行反射的信号；

第一确定单元，配置为根据所述各个第一发射信号以及所述各个第一发射信号对应的回波信号，确定所述运动物体在第一空间坐标系中的运动位置坐标，得到所述运动物体在所述第一空间坐标系中的多个运动位置坐标，所述第一空间坐标系为所述信号装置对应的空间坐标系；

第二确定单元，配置为根据所述第一空间坐标系与第二空间坐标系之间的对应关系，确定各个运动位置坐标在所述第二空间坐标系中对应的目标位置坐标，所述第二空间坐标系为所述机械臂对应的空间坐标系；

生成单元，配置为根据多个目标位置坐标，生成所述机械臂的运动轨迹。

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