CN114750153B - 机器人机械臂的运动控制系统、协作机器人及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机器人机械臂的运动控制系统、协作机器人及存储介质，所述运动控制系统包括：标准姿态角获取模块获取机器人坐标系下末端工具以下一个作业拐点为运动目标时，当前作业点的标准欧拉姿态角；力检测模块实时检测在当前作业点作用于末端工具的作用力；分力选取模块将作用力分解到标准欧拉姿态角的三个角度方向上，并选取朝向下一个作业拐点的作用分力；作业控制模块基于作用分力控制末端工具运动到下一个作业拐点。本申请通过获取标准姿态角，并将实时的作用力分解到标准欧拉姿态角的三个角度方向上，并以朝向下一个作业拐点的作用分力进行后续控制，解决了传统协作机器人抖动、偏移、工具末端遇硬物反弹等缺点，使得操作手感灵活。
Description
技术领域
本发明属于机器人控制领域，特别涉及一种机器人机械臂的运动控制系统、协作机器人及存储介质。
背景技术
现有技术中有很多场景需要用户使用磨钻对目标进行矩形路径或直线路径磨削。然而，手工磨削很难保证操作位置和方向最优，同时长时间的操作所带来的用户精力耗费以及手的生理颤抖都增加了误操作的可能性，并且，大部分情况下需要对目标进行多次磨削，传统的手工基于肉眼的观察，为了提高操作的精度，需要多次使用辅助检测设备进行反复观察，所耗时间较长，即便如此也不能保证结果令人满意。
因而现有技术中，逐渐引入协作机器人来进行辅助操作，然而，很多工业机械臂力反馈柔顺控制都采用导纳控制模式，这种方式在工业中运用比较常见，优点在于刚性较好，但是采用导纳模式的柔顺控制往往会出现机械臂抖动、机械臂末端工具触及硬物时出现反弹、长时间加电后机械臂出现漂移等现象，严重影响用户的手感。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中导纳控制模式的协作机器人在进行矩形磨削时出现的抖动、漂移、反弹等缺陷，提供一种机器人机械臂的运动控制系统、协作机器人及存储介质。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种机器人机械臂的运动控制系统，所述机械臂末端的法兰上设有末端工具，所述运动控制系统包括：
标准姿态角获取模块，用于获取机器人坐标系下所述末端工具以下一个作业拐点为运动目标时，当前作业点的标准欧拉姿态角；
力检测模块，用于实时检测在所述当前作业点作用于所述末端工具的作用力；
分力选取模块，用于将所述作用力分解到所述标准欧拉姿态角的三个角度方向上，并选取朝向下一个作业拐点的作用分力；
作业控制模块，用于基于所述作用分力控制所述末端工具运动到所述下一个作业拐点。
较佳地，所述运动控制系统还包括：
法兰姿态角获取模块，用于实时获取机器人坐标系下所述法兰的法兰欧拉姿态角；
所述标准姿态角获取模块用于根据所述当前作业点与下一个作业拐点之间的第一矢量向量以及所述法兰欧拉姿态角，计算得到所述标准欧拉姿态角。
较佳地，所述标准姿态角获取模块包括：
目标点选取单元，用于在所述末端工具的作业面上选取一目标点，所述目标点和所述当前作业点之间的连线与所述当前作业点和下一个作业拐点之间的连线垂直；
矢量获取单元，用于获取所述当前作业点与所述目标点之间的第二矢量向量；
姿态矩阵获取单元，用于根据所述法兰欧拉姿态角确定与所述末端工具的不同作业动作对应的姿态矩阵方程；所述作业动作包括偏航、俯仰和横滚按照任意顺序作业；
旋转矩阵计算单元，用于根据所述第一矢量向量、所述第二矢量向量和所述姿态矩阵方程计算得到姿态旋转矩阵；所述姿态矩阵用于表征从当前作业点的姿态运动到下一个作业拐点的姿态之间的旋转矩阵；
分解单元，从所述姿态旋转矩阵中分解得到所述标准欧拉姿态角。
较佳地，所述运动控制系统通过以下公式计算得到所述标准欧拉姿态角，具体包括：
其中，T为姿态旋转矩阵，为第一矢量向量对应的单位方向向量，/>为第二矢量向量对应的单位方向向量，R为姿态矩阵方程，R中的每项值根据法兰欧拉姿态角计算得到，标准欧拉姿态角根据T中的每项值反推计算得到。
较佳地，所述标准姿态角获取模块还包括：
光学位置获取单元，用于获取光学坐标系下所述下一个作业拐点的第一光学位置数据和所述目标点的第二光学位置数据；
数据转换单元，用于根据所述机器人坐标系与所述光学坐标系的坐标系转换矩阵以及所述第一光学位置数据、所述第二光学位置数据，得到所述机器人坐标系下所述下一个作业拐点的第一机器位置数据和所述目标点的第二机器位置数据；
所述矢量获取单元用于根据所述第一机器位置数据和所述第二机器位置数据得到所述第二矢量向量。
较佳地，所述标准姿态角获取模块包括：
工具位置获取单元，用于实时获取机器人坐标系下所述末端工具在当前作业点的工具位置数据；
矢量获取单元，用于根据所述工具位置数据和所述下一个作业拐点的位置数据计算得到所述第一矢量向量。
较佳地，所述工具位置获取单元用于获取机器人坐标系下所述法兰的法兰位置数据，并根据所述末端工具与所述法兰的位置对应关系以及所述法兰位置数据得到所述工具位置数据。
较佳地，所述工具位置获取单元用于获取光学坐标系下所述末端工具的光学位置数据，并根据所述机器人坐标系与所述光学坐标系的坐标系转换矩阵以及所述光学位置数据得到所述工具位置数据。
一种协作机器人，包括如上所述的机器人机械臂的运动控制系统。
一种计算机可读存储介质，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下机器人机械臂的运动控制方法，所述机械臂末端的法兰上设有末端工具，所述方法包括：
获取机器人坐标系下所述末端工具以下一个作业拐点为运动目标时当前作业点的标准欧拉姿态角；
实时检测作用于所述末端工具的作用力；
将所述作用力分解到所述标准欧拉姿态角的三个角度方向上，并选取朝向下一个作业拐点的作用分力；
基于所述作用分力控制所述末端工具运动到所述下一个作业拐点。
本发明的积极进步效果在于：本申请通过标准姿态角获取模块获取机器人坐标系下所述末端工具以下一个作业拐点为运动目标时，当前作业点的标准欧拉姿态角；再通过力检测模块实时检测在所述当前作业点作用于所述末端工具的作用力；然后将所述作用力分解到所述标准欧拉姿态角的三个角度方向上，并选取朝向下一个作业拐点的作用分力；再基于所述作用分力控制所述末端工具运动到所述下一个作业拐点。通过上述系统实现作业对象的操作比如磨削，解决了传统协作机器人抖动、偏移、工具末端遇硬物反弹等缺点，使得操作手感灵活。
附图说明
图1为本发明实施例1的机器人机械臂的运动控制系统的模块示意图。
图2为本发明实施例1的机器人机械臂的运动控制系统中标准姿态角获取模块的模块示意图。
图3为本发明实施例1中机器人机械臂的运动控制系统的作业对象示例图。
图4为本发明实施例1中机器人机械臂的运动控制系统中坐标系标定示意图。
图5为本发明实施例1中机器人机械臂的运动控制系统中作业拐点标定示意图。
图6为本发明实施例1中机器人机械臂的运动控制系统对作业对象执行磨削的操作示意图。
图7为本发明实施例2的协作机器人的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
一种机器人机械臂的运动控制系统，所述机械臂末端的法兰上设有末端工具，如图1所示，所述运动控制系统包括：
标准姿态角获取模块，用于获取机器人坐标系下所述末端工具以下一个作业拐点为运动目标时，当前作业点的标准欧拉姿态角；
力检测模块，用于实时检测在所述当前作业点作用于所述末端工具的作用力；
分力选取模块，用于将所述作用力分解到所述标准欧拉姿态角的三个角度方向上，并选取朝向下一个作业拐点的作用分力；
作业控制模块，用于基于所述作用分力控制所述末端工具运动到所述下一个作业拐点。
本实施例中，参见图1，所述运动控制系统还包括：
法兰姿态角获取模块，用于实时获取机器人坐标系下所述法兰的法兰欧拉姿态角；
所述标准姿态角获取模块用于根据所述当前作业点与下一个作业拐点之间的第一矢量向量以及所述法兰欧拉姿态角，计算得到所述标准欧拉姿态角。
更进一步的，如图2所示，所述标准姿态角获取模块包括：
目标点选取单元，用于在所述末端工具的作业面上选取一目标点，所述目标点和所述当前作业点之间的连线与所述当前作业点和下一个作业拐点之间的连线垂直；
矢量获取单元，用于获取所述当前作业点与所述目标点之间的第二矢量向量；
姿态矩阵获取单元，用于根据所述法兰欧拉姿态角确定与所述末端工具的不同作业动作对应的姿态矩阵方程；所述作业动作包括偏航、俯仰和横滚按照任意顺序作业；
旋转矩阵计算单元，用于根据所述第一矢量向量、所述第二矢量向量和所述姿态矩阵方程计算得到姿态旋转矩阵；所述姿态矩阵用于表征从当前作业点的姿态运动到下一个作业拐点的姿态之间的旋转矩阵；
分解单元，从所述姿态旋转矩阵中分解得到所述标准欧拉姿态角。
本实施例中，所述运动控制系统通过以下公式计算得到所述标准欧拉姿态角，具体包括：
其中，T为姿态旋转矩阵，为第一矢量向量对应的单位方向向量，/>为第二矢量向量对应的单位方向向量，R为姿态矩阵方程，R中的每项值根据法兰欧拉姿态角计算得到，标准欧拉姿态角根据T中的每项值反推计算得到。
本实施例中，参见图2，所述标准姿态角获取模块还包括：
光学位置获取单元，用于获取光学坐标系下所述下一个作业拐点的第一光学位置数据和所述目标点的第二光学位置数据；
数据转换单元，用于根据所述机器人坐标系与所述光学坐标系的坐标系转换矩阵以及所述第一光学位置数据、所述第二光学位置数据，得到所述机器人坐标系下所述下一个作业拐点的第一机器位置数据和所述目标点的第二机器位置数据；
所述矢量获取单元用于根据所述第一机器位置数据和所述第二机器位置数据得到所述第二矢量向量。
本实施例中，参见图1，所述标准姿态角获取模块包括：
工具位置获取单元，用于实时获取机器人坐标系下所述末端工具在当前作业点的工具位置数据；
矢量获取单元，用于根据所述工具位置数据和所述下一个作业拐点的位置数据计算得到所述第一矢量向量。
其中，提供工具位置获取单元的一种具体实现方式，所述工具位置获取单元用于获取机器人坐标系下所述法兰的法兰位置数据，并根据所述末端工具与所述法兰的位置对应关系以及所述法兰位置数据得到所述工具位置数据。
其中，提供工具位置获取单元的另一种具体实现方式，所述工具位置获取单元用于获取光学坐标系下所述末端工具的光学位置数据，并根据所述机器人坐标系与所述光学坐标系的坐标系转换矩阵以及所述光学位置数据得到所述工具位置数据。
举个具体示例进一步阐述本实施例的实施方案：如图3所示，对图中的一矩形区域进行磨削操作。
在实际磨削操作过程中，通过光学导航仪可以精确实时的读出光学坐标系下待磨削区域(若为矩形区域，则可以得到矩形的顶点位置)，而对于机器人来说，机器人的机械臂的各种运动模式只能在机器人坐标系下进行，若想要让机械臂运动至光学导航仪所标定的待磨削区域，需要建立以机器人坐标系为基准的同一坐标。如图4所示，当设备的安装位置确定后，通过坐标系标定，能够得到光学坐标系与机器人坐标系的坐标系转换矩阵，进而实现各坐标系之间的数据转换。
机器人通过自身的检测设备，是能够实时检测得到机器人坐标系下机械臂末端的法兰的位置数据、法兰的姿态欧拉角数据的，当机械臂的末端装设末端工具后，末端工具与法兰的位置对应关系也是明确的，进而，通过机器人坐标系下法兰的实时位置也是可以得到末端工具的作业点的实时位置数据的。
一、确定作业拐点
使用光学导航标定工具标定矩形磨削区域，如图5所示，分别标定出原点、+X方向点、+Y方向点，然后根据前述的坐标系转换矩阵将三点转换为机器人坐标系下的坐标点P0、P1、P2。
二、获取标准欧拉姿态角
若当前作业点为原点，下一个作业拐点为+X方向点，通过标定原点、+X方向点、+Y方向点，可求出+X方向位置矢量：P1(X1、Y1、Z1)与P0(X0、Y0、Z0)相减，+Y方向位置矢量：P2(X2、Y2、Z2)与P0(X0、Y0、Z0)矢量相减，此处，可以直接使用+Y方向点的数据进行后续计算，也可以随机选取一目标点进行计算。
计算出+X方向的单位方向矢量为：
计算出+Y方向的单位方向矢量为：
实时获取机器人坐标系下所述法兰的法兰欧拉姿态角(A、B、C)，并根据使用机械臂的运动时旋转顺序(比如横滚-俯仰-偏航或者偏航-俯仰-横滚等)，对于不同作业动作其姿态矩阵方程也有所不同，比如：
横滚-俯仰-偏航顺序为：
偏航-俯仰-横滚顺序为：
式中：C1＝cos A；C2＝cos B；C3＝cos C；S1＝sin A；S2＝sin B；S2＝sin C。需要说明的是，姿态矩阵方程为通过其他方式可以提前获知并设定，具体设定方式本实施例不再详细阐述。
基于得到的姿态矩阵方程R，从而计算出+X方向的姿态向量为 +Y方向的姿态向量为/>并由右手定则得出Z方向的姿态向量：/>最后得到机械臂姿态旋转矩阵：
再从所述姿态旋转矩阵中反推分解得到所述标准欧拉姿态角，比如：
对于横滚-俯仰-偏航顺序：
A′＝sin-1 T13、
对于偏航-俯仰-横滚顺序：
B′＝sin-1(-T31)、/>
三、分力运动控制
求解出A′、B′、C′的数值后，将其配置为机械臂磨钻工具末端点的姿态参数后即可定义成磨钻末端的XYZ方向(也即标准欧拉姿态角的三个角度方向)。
在实际磨削过程中，末端工具除了自身的由机器人提供的控制力之外，还会接收比如用户手持辅助动作附加的作用力以及作用到物体表面后的反作用力等，通过机器人的检测传感器等设备，能够对各种力进行实时检测获取。将各个力的合力分解到磨钻末端的XYZ方向，进而在向+X方向点运动时，通过机械臂内部的编程设定把Y方向的力忽略(比如可以由机器人系统自动设定施加一个较大的力，避免其在Y方向上有位移)，只在XZ方向面上进行位置移动(需要说明的是Z方向关联到磨削的深度)，其中，对于分解到+X方向上的力的控制，进行阻抗运动控制：
其中：Md，Bd，Kd分别是目标惯性矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵，均为已知矩阵；X，分别是末端工具的作业点位置、速度(+X方向)和加速度向量(+X方向)；Fe是环境施加给磨钻末端的力量。
到达磨削目标点+X方向点后，以新的下一个拐点(+Y方向点)为目标进行再次计算，求取对应的欧拉角后，进行力的分解，控制其只在YZ方向上运动。以此类推，最终得到矩形路径下的磨削效果，参见图6，示出了实际磨削的操作示意图。
本实施例中，通过系统实现上述的矩形路径磨削方法，在对作业点进行分力处理后，使用阻抗模式的柔顺控制代替导纳控制柔顺模式，解决传统导纳型协作机器人抖动、偏移，工具末端遇硬物反弹等缺点，使得用户手感灵活，机械臂无抖动、反弹等现象。
实施例2
一种协作机器人，包括如实施例所述的机器人机械臂的运动控制系统。
图7为本实施例提供的一种协作机器人的结构示意图。图7示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性协作机器人90的框图。图7显示的协作机器人90仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图7所示，协作机器人90可以以通用计算设备的形式表现，例如其可以为服务器设备。协作机器人90的组件可以包括但不限于：至少一个处理器91、至少一个存储器92、连接不同系统组件(包括存储器92和处理器91)的总线93。
总线93包括数据总线、地址总线和控制总线。
存储器92可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)921和/或高速缓存存储器922，还可以进一步包括只读存储器(ROM)923。
存储器92还可以包括具有一组(至少一个)程序模块924的程序工具925，这样的程序模块924包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
处理器91通过运行存储在存储器92中的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理。
协作机器人90也可以与一个或多个外部设备94(例如键盘、指向设备等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口95进行。并且，协作机器人90还可以通过网络适配器96与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器96通过总线93与协作机器人90的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合协作机器人90使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了协作机器人的若干单元/模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本申请的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。
实施例3
一种计算机可读存储介质，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下机器人机械臂的运动控制方法，所述机械臂末端的法兰上设有末端工具，所述方法包括：
获取机器人坐标系下所述末端工具以下一个作业拐点为运动目标时当前作业点的标准欧拉姿态角；
实时检测作用于所述末端工具的作用力；
将所述作用力分解到所述标准欧拉姿态角的三个角度方向上，并选取朝向下一个作业拐点的作用分力；
基于所述作用分力控制所述末端工具运动到所述下一个作业拐点。
其中，可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于：便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。
其中，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的程序代码，所述程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种机器人机械臂的运动控制系统，其特征在于，机械臂末端的法兰上设有末端工具，所述运动控制系统包括：
标准姿态角获取模块，用于获取机器人坐标系下所述末端工具以下一个作业拐点为运动目标时，当前作业点的标准欧拉姿态角；
力检测模块，用于实时检测在所述当前作业点作用于所述末端工具的作用力；
分力选取模块，用于将所述作用力分解到所述标准欧拉姿态角的三个角度方向上，并选取朝向下一个作业拐点的作用分力；
作业控制模块，用于基于所述作用分力控制所述末端工具运动到所述下一个作业拐点；
所述运动控制系统还包括：
法兰姿态角获取模块，用于实时获取机器人坐标系下所述法兰的法兰欧拉姿态角；
所述标准姿态角获取模块用于根据所述当前作业点与下一个作业拐点之间的第一矢量向量以及所述法兰欧拉姿态角，计算得到所述标准欧拉姿态角；
所述标准姿态角获取模块包括：
目标点选取单元，用于在所述末端工具的作业面上选取一目标点，所述目标点和所述当前作业点之间的连线与所述当前作业点和下一个作业拐点之间的连线垂直；
矢量获取单元，用于获取所述当前作业点与所述目标点之间的第二矢量向量；
姿态矩阵获取单元，用于根据所述法兰欧拉姿态角确定与所述末端工具的不同作业动作对应的姿态矩阵方程；所述作业动作包括偏航、俯仰和横滚按照任意顺序作业；
旋转矩阵计算单元，用于根据所述第一矢量向量、所述第二矢量向量和所述姿态矩阵方程计算得到姿态旋转矩阵；所述姿态矩阵用于表征从当前作业点的姿态运动到下一个作业拐点的姿态之间的旋转矩阵；
分解单元，从所述姿态旋转矩阵中分解得到所述标准欧拉姿态角；
所述运动控制系统通过以下公式计算得到所述标准欧拉姿态角，具体包括：
其中，T为姿态旋转矩阵，为第一矢量向量对应的单位方向向量，/>为第二矢量向量对应的单位方向向量，R为姿态矩阵方程，R中的每项值根据法兰欧拉姿态角计算得到，标准欧拉姿态角根据T中的每项值反推计算得到；/>为X轴正方向的单位方向矢量，/>为Y轴正方向的单位方向矢量。
2.如权利要求1所述的机器人机械臂的运动控制系统，其特征在于，所述标准姿态角获取模块还包括：
光学位置获取单元，用于获取光学坐标系下所述下一个作业拐点的第一光学位置数据和所述目标点的第二光学位置数据；
数据转换单元，用于根据所述机器人坐标系与所述光学坐标系的坐标系转换矩阵以及所述第一光学位置数据、所述第二光学位置数据，得到所述机器人坐标系下所述下一个作业拐点的第一机器位置数据和所述目标点的第二机器位置数据；
所述矢量获取单元用于根据所述第一机器位置数据和所述第二机器位置数据得到所述第二矢量向量。
3.如权利要求1所述的机器人机械臂的运动控制系统，其特征在于，所述标准姿态角获取模块包括：
工具位置获取单元，用于实时获取机器人坐标系下所述末端工具在当前作业点的工具位置数据；
矢量获取单元，用于根据所述工具位置数据和所述下一个作业拐点的位置数据计算得到所述第一矢量向量。
4.如权利要求3所述的机器人机械臂的运动控制系统，其特征在于，所述工具位置获取单元用于获取机器人坐标系下所述法兰的法兰位置数据，并根据所述末端工具与所述法兰的位置对应关系以及所述法兰位置数据得到所述工具位置数据。
5.如权利要求3所述的机器人机械臂的运动控制系统，其特征在于，所述工具位置获取单元用于获取光学坐标系下所述末端工具的光学位置数据，并根据所述机器人坐标系与所述光学坐标系的坐标系转换矩阵以及所述光学位置数据得到所述工具位置数据。
6.一种协作机器人，其特征在于，包括如权利要求1-5中任意一项所述的机器人机械臂的运动控制系统。
7.一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如下机器人机械臂的运动控制方法，机械臂末端的法兰上设有末端工具，所述方法包括：
获取机器人坐标系下所述末端工具以下一个作业拐点为运动目标时当前作业点的标准欧拉姿态角；
实时检测作用于所述末端工具的作用力；
将所述作用力分解到所述标准欧拉姿态角的三个角度方向上，并选取朝向下一个作业拐点的作用分力；
基于所述作用分力控制所述末端工具运动到所述下一个作业拐点；
所述方法还包括：
实时获取机器人坐标系下所述法兰的法兰欧拉姿态角；
根据所述当前作业点与下一个作业拐点之间的第一矢量向量以及所述法兰欧拉姿态角，计算得到所述标准欧拉姿态角；
所述实时获取机器人坐标系下所述法兰的法兰欧拉姿态角的步骤包括：
在所述末端工具的作业面上选取一目标点，所述目标点和所述当前作业点之间的连线与所述当前作业点和下一个作业拐点之间的连线垂直；
获取所述当前作业点与所述目标点之间的第二矢量向量；
根据所述法兰欧拉姿态角确定与所述末端工具的不同作业动作对应的姿态矩阵方程；所述作业动作包括偏航、俯仰和横滚按照任意顺序作业；
根据所述第一矢量向量、所述第二矢量向量和所述姿态矩阵方程计算得到姿态旋转矩阵；所述姿态矩阵用于表征从当前作业点的姿态运动到下一个作业拐点的姿态之间的旋转矩阵；
从所述姿态旋转矩阵中分解得到所述标准欧拉姿态角；
所述方法通过以下公式计算得到所述标准欧拉姿态角，具体包括：
其中，T为姿态旋转矩阵，为第一矢量向量对应的单位方向向量，/>为第二矢量向量对应的单位方向向量，R为姿态矩阵方程，R中的每项值根据法兰欧拉姿态角计算得到，标准欧拉姿态角根据T中的每项值反推计算得到；/>为X轴正方向的单位方向矢量，/>为Y轴正方向的单位方向矢量。
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