CN109605372B - 一种用于测量工程机械臂的位姿的方法和*** - Google Patents

一种用于测量工程机械臂的位姿的方法和*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于测量工程机械臂的位姿的方法及***，该方法包括：标靶安装步骤，将至少三个标靶安装在所述工程机械臂的末端，使这至少三个标靶与该机械臂臂架的中轴线的设定点构成预定位置关系；参数获取步骤，获取所述至少三个标靶在机械臂载体坐标系下的位置信息以及所述标靶的结构尺寸参数和安装尺寸参数；机械臂末端位姿计算步骤，利用所述预定位置关系和获取的位置信息及结构尺寸参数和安装尺寸参数，计算得到该机械臂末端当前在机械臂载体坐标系下的包括位置坐标和姿态的位姿信息。通过本发明的方法能够实时准确测量机械臂的位置和姿态，辅助作业人员用来控制该机械臂的运动，更好地完成作业任务。

Description

一种用于测量工程机械臂的位姿的方法和***
技术领域
本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种用于测量工程机械臂的位姿的方法和***。
背景技术
在隧道工程施工过程中，为了防止围岩变形和破碎，通常需要采用架设拱架、安装锚杆、挂钢筋网、喷射混凝土等方法对围岩进行加固。以隧道拱架多功能作业台车为例，该台车是集拱架定位、安装、焊接于一体的自动化隧道施工装备，作为其核心的作业臂架是一个10自由度的串联机构，通过调整关节位姿使末端作业装置实现预定的位置和姿态是多功能作业台车的基本要求，同时也是其研制中的关键技术。
多功能作业台车臂架长、关节多、自身重量大，易发生柔性变形，且加工与装配后的各个部件存在尺寸误差，实现末端作业装置的精确定位具有很大的技术难度，因此需要一种能够快速、较为精确地获取机械臂末端位姿的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种用于测量工程机械臂的位姿的方法和***。
为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种用于测量工程机械臂的位姿的方法，该方法包括：标靶安装步骤，将至少三个标靶安装在所述工程机械臂的末端，使这至少三个标靶与该机械臂臂架的中轴线的设定点构成预定位置关系；参数获取步骤，获取所述至少三个标靶在机械臂载体坐标系下的位置信息以及所述标靶的结构尺寸参数和安装尺寸参数；机械臂末端位姿计算步骤，利用所述预定位置关系和获取的位置信息及结构尺寸参数和安装尺寸参数，计算得到该机械臂末端当前在机械臂载体坐标系下的包括位置坐标和姿态的位姿信息。
根据本发明的一个实施例，在所述机械臂末端位姿计算步骤中，包括如下步骤：姿态计算步骤，确定标靶坐标系相对于末端臂架关节坐标系的第一姿态矩阵，以及所述标靶坐标系相对于机械臂载体坐标系的第二姿态矩阵，根据第一姿态矩阵和第二姿态矩阵确定末端臂架关节坐标系相对于机械臂载体坐标系的姿态矩阵，从而得到该机械臂末端的姿态信息。
根据本发明的一个实施例，在所述机械臂末端位姿计算步骤中，还包括如下步骤：位置计算步骤，根据标靶的结构尺寸参数和安装尺寸参数，分别获取机械臂中轴线上的设定点和末端臂架关节中心点的距离以及该设定点在机械臂载体坐标系下的坐标，进而获取末端臂架关节中心点在机械臂载体坐标系下的坐标。
根据本发明的一个实施例，在姿态计算步骤中，根据三个标靶在机械臂载体坐标系下的坐标以及标靶坐标系与三个标靶之间的位置关系可求得所述第一姿态矩阵；根据获取的所述至少三个标靶的位置信息以及这至少三个标靶与该机械臂臂架的中轴线的设定点构成预定位置关系确定所述第二姿态矩阵。
根据本发明的一个实施例，在安装三个标靶时，所述预定位置关系为三个标靶以机械臂臂架的中轴线为中心，相邻两标靶与中轴线上的设定点之间连线彼此相差设定角度。
根据本发明的另一方面，还提供了一种用于测量工程机械臂的位姿的***，该***包括：至少三个标靶，其被安装在所述工程机械臂的末端，使这至少三个标靶与该机械臂臂架的中轴线的设定点构成预定位置关系；参数获取装置，其获取所述至少三个标靶在机械臂载体坐标系下的位置信息以及所述标靶的结构尺寸参数和安装尺寸参数；机械臂末端位姿计算装置，其利用所述预定位置关系和获取的位置信息及结构尺寸参数和安装尺寸参数，计算得到该机械臂末端当前在机械臂载体坐标系下的包括位置坐标和姿态的位姿信息。
根据本发明的一个实施例，所述机械臂末端位姿计算装置，其进一步包括如下模块：姿态计算模块，其确定标靶坐标系相对于末端臂架关节坐标系的第一姿态矩阵，以及所述标靶坐标系相对于机械臂载体坐标系的第二姿态矩阵，根据第一姿态矩阵和第二姿态矩阵确定末端臂架关节坐标系相对于机械臂载体坐标系的姿态矩阵，从而得到该机械臂末端的姿态信息。
根据本发明的一个实施例，所述机械臂末端位姿计算装置，其还包括如下模块：位置计算模块，其根据标靶的结构尺寸参数和安装尺寸参数，分别获取机械臂中轴线上的设定点和末端臂架关节中心点的距离以及该设定点在机械臂载体坐标系下的坐标，进而获取末端臂架关节中心点在机械臂载体坐标系下的坐标。
根据本发明的一个实施例，所述姿态计算模块，其进一步执行如下操作：根据三个标靶在机械臂载体坐标系下的坐标以及标靶坐标系与三个标靶之间的位置关系求得所述第一姿态矩阵；根据获取的所述至少三个标靶的位置信息以及这至少三个标靶与该机械臂臂架的中轴线的设定点构成预定位置关系确定所述第二姿态矩阵。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
本发明的方法利用安装在末端臂架上的至少三个靶球构造一个空间参考对象，当靶球的结构尺寸以及安装位置确定时，该空间参考对象与末端臂架具有确定的相对位姿关系。而由靶球构成的空间参考对象在机械臂载体坐标系的位姿可通过测量各靶球的位置坐标计算求得。因此，再根据空间参考对象与末端臂架的位姿关系，即可求得末端臂架在机械臂载体坐标系下的位姿。由上述方法计算机械臂末端臂架的位姿较为准确、快捷。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明的技术方案而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本申请实施例一的用于测量工程机械臂的位姿的方法的流程示意图。
图2为本申请的一个例子中靶球相对于机械臂中轴线上的设定点(简称中心点)A’安装的安装示意图。
图3为本申请的一个例子中建立的标靶、标靶坐标系以及末端臂架关节坐标系之间的机械臂载体坐标系位姿关系示意图。
图4为本申请的一个例子中的靶球机构的示意图。
图5为图4所示的靶球机构展开的运动简图。
图6为本申请的一个例子的计算末端臂架位置的简图。
图7为本申请实施例二的用于测量工程机械臂的位姿的***的结构框图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
本发明实施例的工程机械臂的位姿测量技术原理简要概括如下：利用安装在末端臂架上的至少三个靶球构造一个空间参考对象，当靶球的结构尺寸以及安装位置确定时，该空间参考对象与末端臂架具有确定的相对位姿关系。而由靶球构成的空间参考对象在机械臂载体坐标系的位姿可通过测量各靶球的位置坐标计算求得。因此，再根据空间参考对象与末端臂架的位姿关系，即可求得末端臂架在机械臂载体坐标系下的位姿。为了进一步了解本发明，下面说明本申请涉及到的具体实施例。
实施例一
首先，介绍以下本例中用到的测量工具：激光跟踪仪(坐标信息采集器的一个例子)、可折叠靶球机构(标靶的一个例子，具体结构可如图4所示)。该可折叠靶球机构能够通过电机的驱动进行展开和闭合，以保证在测量过程中，防止出现由于机械臂的运动导致的靶球被遮挡的情况，保证测量的正常进行。有关该靶球机构的结构，此处不做限定，只要能够具备上述功能的靶球均可。
如图4所示，在附图中各附图标记的含义如下：在附图中各附图标记的含义如下：1、底座，2、可折叠式靶球，3、保护板，10、靶球支撑卡座，11、保护板支撑卡座，12、中间传动架，13、齿条，14、第一滑槽，15、第二滑槽，16、第一滑动销，17、第二滑动销，18、电机，19、丝杠，21、翻转臂，22、支撑臂，23、靶球本体，31、回转轴，32、齿轮。
下面介绍一下该靶球机构的结构。
如图4所示，本实施例提供了一种靶球机构，包括：底座1，设置在所述底座1上的可折叠式靶球2，所述可折叠式靶球2构造成能够所述底座1上折叠或伸展。
优选地，所述底座1设置有可折叠的保护板3，所述可折叠式靶球2处于折叠状态时，所述保护板3处于折叠状态并覆盖在所述可折叠式靶球2的上方。优选地，所述底座1包括连接所述可折叠式靶球2的靶球支撑卡座10，以及连接所述保护板3的保护板支撑卡座11；所述靶球支撑卡座10和所述保护板支撑卡座11之间设置有可移动的中间传动架12；其中，所述中间传动架12移动时能够带动所述可折叠式靶球2和所述保护板3同时折叠或伸展。
在一个例子中，靶球支撑卡座10上设置有第一滑槽14，中间传动架12的一端设置有与所述第一滑槽14相配合的第一滑动销16；保护板支撑卡座11上设置有第二滑槽15，所述中间传动架12的另一端设置有与第二滑槽15相配合的第二滑动销17。
进一步，可折叠式靶球2包括铰接在靶球支撑卡座10上的翻转臂21，以及铰接在所述中间传动架12上的支撑臂22，并且所述支撑臂22的上端设置有靶球本体23；其中，翻转臂21的上端与支撑臂22的中部铰接。
在一个例子中，靶球本体23与所述支撑臂22之间设置一定角度的夹角，所述夹角保证在所述可折叠式靶球2处于折叠状态时所述靶球本体2与所述翻转臂21处于平行状态。
优选地，保护板3的底部通过回转轴31与所述保护板支撑卡座11铰接，所述回转轴31上设置与随所述回转轴31共同转动的齿轮32；所述中间传动架12上设置有与所述齿轮32相配合的齿条13。
在一个例子中，回转轴31上设置有使所述保护板3在不受力的情况下处于伸展状态的扭簧，并且所述保护板3在伸展状态时，所述齿条13随所述中间传动架12移动到与所述齿轮32脱离的位置。
优选地，所述保护板支撑卡座11与所述中间传动架12之间设置有动力装置，所述动力装置构造成能够驱动所述中间传动架12移动从而带动所述可折叠式靶球2和所述保护板3折叠或伸展。
进一步，动力装置包括丝杠19，所述丝杠19的一端转动连接在所述保护板支撑卡座(11)上，另一端连接有带动丝杠19转动的电机18；其中，中间传动架12上设置有螺孔，所述丝杠19穿过所述螺孔，并且所述丝杠19的螺纹与所述螺孔的螺纹相配合。
接下来，参考图1来说明如何进行工程机械臂的位姿测量，图1为本申请实施例一的用于测量工程机械臂的位姿的方法的流程示意图。
在步骤S110(标靶安装步骤)中，将至少三个标靶安装在所述工程机械臂的末端，使这至少三个标靶与该机械臂臂架的中轴线上的设定点构成预定位置关系。
在步骤S120(参数获取步骤)中，获取所述至少三个标靶在机械臂载体坐标系下的位置信息以及所述标靶的结构尺寸参数和安装尺寸参数。
在步骤S130(机械臂末端位姿计算步骤)中，利用所述预定位置关系和获取的位置信息及结构尺寸参数和安装尺寸参数，计算得到该机械臂末端当前在机械臂载体坐标系下的包括位置坐标和姿态的位姿信息。
下面以在机械臂末端安装三个可折叠靶球机构为例，具体说明上述各个步骤。
在步骤S110中，将三个靶球机构以机械臂臂架的中轴线为中心，使得相邻两靶球机构中轴面(该面是指相邻两靶球与中轴线上的设定点构成的面，该例中的设定点为中心点A’，如图2中的平面P1、P2和P3)之间彼此相差设定角度，例如120°对称安装，如图2所示，图中B、C、D分别为三个靶球机构，A’为臂架中轴线上的中心点。
在步骤S120中开始获取参数：首先，工控机发出标定指令，控制电机使三个靶球展开，激光跟踪仪启动。然后，利用激光跟踪仪采集末端三个靶球坐标信息，并通过can总线反馈到工控机中。另一方面，还要获取所述标靶的结构尺寸参数和安装尺寸参数。
接着，在步骤S130中，工控机利用反馈的至少三个靶球的位置信息，求出机械臂末端位置和姿态。下面列举一示例来说明如何通过三靶球测量机械臂的位置姿态的，具体包括姿态测量和位置测量两部分。
(1)姿态测量
确定标靶坐标系相对于末端臂架坐标系的第一姿态矩阵，以及所述标靶坐标系相对于机械臂载体坐标系的第二姿态矩阵，根据第一姿态矩阵和第二姿态矩阵确定末端臂架坐标系相对于机械臂载体坐标系的姿态矩阵，从而得到该机械臂末端的姿态信息。具体方式如下所述。
首先，将靶球相对于机械臂中心点A’安装如图2所示。由于靶球中心B、C、D三点正好构成一个三角形，因此当B、C、D位置确定时，在机械臂中轴线上必然存在唯一点A，使得
Figure GDA0002436101730000061
两两之间相互垂直。
为了便于计算由三个靶球构造而成空间参考对象的位姿，以A为原点，
Figure GDA0002436101730000062
方向分别为x、y、z轴方向来建立标靶坐标系A-xAyAzA，同时在臂架EA’上建立臂架关节坐标系E-xEyEzE，E为末端臂架的关节中心点，xE轴沿臂架中轴线，与
Figure GDA0002436101730000063
同向，zE轴垂直臂架向上，与
Figure GDA0002436101730000064
方向相同；建立机械臂载体坐标系O-xyz如图3所示。根据靶球结构特点可知，在靶球展开和收回过程中，靶球中心B、C、D相对于臂架中心点A’仅距离发生改变，方向不变。因此无论靶球运动到任何位置，坐标系A-xAyAzA与末端臂架坐标系E-xEyEzE存在着确定的姿态矩阵
Figure GDA0002436101730000065
(第一姿态矩阵)。
将
Figure GDA0002436101730000066
投影到xAAyA平面得到
Figure GDA0002436101730000067
与xA轴的夹角为α＝45°，与
Figure GDA0002436101730000068
夹角为β＝35.26°，根据欧拉角定义可求的标靶坐标系A-xAyAzA与末端臂架坐标系E-xEyEzE存在着确定的姿态矩阵
Figure GDA0002436101730000069
Figure GDA0002436101730000071
Figure GDA0002436101730000072
Figure GDA0002436101730000073
因此只需求得标靶坐标系A-xAyAzA相对于机械臂载体坐标系的姿态矩阵
Figure GDA0002436101730000074
即可求得末端臂架相对于机械臂载体坐标系的姿态矩阵
Figure GDA0002436101730000075
根据获取的所述至少三个标靶的位置信息以及这至少三个标靶与该机械臂臂架的中轴线的设定点构成预定位置关系确定所述第二姿态矩阵。具体地，利用激光跟踪仪可测的某位置下靶球B、C、D在机械臂载体坐标系机械臂载体坐标系下的坐标分别为(OxB,OyB,OzB)、(OxC,OyC,OzC)、(OxD,OyD,OzD)，则A′在机械臂载体坐标系机械臂载体坐标系下的坐标为
Figure GDA0002436101730000076
由于A-BCD正好构成了一个以A顶点的特殊三棱锥：三条棱长度相同且相互垂直，因此在已知B、C、D情况下，利用几何数学计算可求得A点的坐标。A点在机械臂载体坐标系机械臂载体坐标系下的坐标(OxA,OyA,OzA)应满足以下关系式：
Figure GDA0002436101730000077
根据姿态矩阵定义可知，姿态矩阵
Figure GDA0002436101730000078
为标靶坐标系xA、yA、zA轴上的单位向量在机械臂载体坐标系x、y、z轴下的投影。由A、B、C、D点坐标可求得xA、yA、zA轴上的单位向量：
Figure GDA0002436101730000081
则标靶坐标系A-xAyAzA相对于机械臂载体坐标系的姿态矩阵
Figure GDA0002436101730000082
(第二姿态矩阵)为：
Figure GDA0002436101730000083
则末端臂架坐标系相对于机械臂载体坐标系的姿态矩阵
Figure GDA0002436101730000084
为：
Figure GDA0002436101730000085
(2)位置测量
根据标靶的结构尺寸参数和安装尺寸参数，分别获取机械臂中轴线上的设定点和末端臂架关节中心点的距离
Figure GDA0002436101730000086
以及该设定点在机械臂载体坐标系下的坐标
Figure GDA0002436101730000087
进而获取末端臂架关节中心点在机械臂载体坐标系下的坐标。
图5为靶球机构展开的运动简图，图中轴线a为末端臂架的中轴线，转动副G为翻转臂21与靶球支承卡座10之间的回转轴；转动副F为支撑臂22与翻转臂21之间的回转轴；B为靶球测量中心点；移动副H对应于第一滑动销16。
如图6所示，可确定的靶球结构尺寸和安装尺寸参数有：连杆GF的长度dGF；BH之间的距离dBH；以及初始状态下G和H之间的水平距离dGHx；在移动关节H处安装位移传感器，测量第一滑动销16的位移量Δd(利用位移传感器检测)；EG’之间的距离为d1；移动关节H距臂架中轴线距离为dA′I；转动副G距臂架中轴线距离为dGG′。根据上述参数，进一步可求得以下尺寸：
G和H的实际水平距离：
d2＝dGHx+Δd
根据B点与A′点的坐标可求得靶球距臂架中轴线距离
Figure GDA0002436101730000091
因此H与J的水平距离：
Figure GDA0002436101730000092
根据A点与A′点的坐标可求得两点之间的距离
Figure GDA0002436101730000093
而
Figure GDA0002436101730000094
为：
Figure GDA0002436101730000095
由于
Figure GDA0002436101730000096
共线，因此：
Figure GDA0002436101730000097
则可求得
Figure GDA0002436101730000098
即为E点在机械臂载体坐标系下的坐标：
Figure GDA0002436101730000099
通过本发明实施例的方法能够实时准确测量机械臂的位置和姿态，辅助作业人员用来控制该机械臂的运动，更好地完成作业任务。
实施例二
图7为本申请实施例二的用于测量工程机械臂的位姿的***，下面参考图7来说明该***的组成和功能。
如图7所示，该***包括：至少三个标靶(图示的B、C、D)，其被安装在所述工程机械臂的末端，使这至少三个标靶与该机械臂臂架的中轴线的设定点构成预定位置关系；参数获取装置81，其获取所述至少三个标靶在机械臂载体坐标系下的位置信息(该位置坐标主要是通过激光跟踪仪测得)以及所述标靶的结构尺寸参数和安装尺寸参数；机械臂末端位姿计算装置82，其利用所述预定位置关系和获取的位置信息及结构尺寸参数和安装尺寸参数，计算得到该机械臂末端当前在机械臂载体坐标系下的包括位置坐标和姿态的位姿信息。
机械臂末端位姿计算装置82，其进一步包括如下模块：姿态计算模块822，其确定标靶坐标系相对于末端臂架坐标系的第一姿态矩阵，以及所述标靶坐标系相对于机械臂载体坐标系的第二姿态矩阵，根据第一姿态矩阵和第二姿态矩阵确定末端臂架坐标系相对于机械臂载体坐标系的姿态矩阵，从而得到该机械臂末端的姿态信息。位置计算模块824，其根据标靶的结构尺寸参数和安装尺寸信息，分别获取机械臂中轴线上的设定点和末端臂架关节中心点的距离以及该设定点在机械臂载体坐标系下的坐标，进而获取末端臂架关节中心点在机械臂载体坐标系下的坐标。
姿态计算模块822，其进一步执行如下操作：根据三个标靶在机械臂载体坐标系下的坐标以及标靶坐标系与三个标靶之间的位置关系求得所述第一姿态矩阵；根据获取的所述至少三个标靶的位置信息以及这至少三个标靶与该机械臂臂架的中轴线的设定点构成预定位置关系确定所述第二姿态矩阵。
在安装三个靶球机构的时候，机械臂末端位姿计算装置82可以执行实施例一的步骤S130，此处不再赘述。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种用于测量工程机械臂的位姿的方法，其特征在于，该方法包括：
标靶安装步骤，将至少三个标靶安装在所述工程机械臂的末端，使这至少三个标靶与该机械臂臂架的中轴线的设定点构成预定位置关系；
参数获取步骤，获取所述至少三个标靶在机械臂载体坐标系下的位置信息以及所述标靶的结构尺寸参数和安装尺寸参数；
机械臂末端位姿计算步骤，利用所述预定位置关系和获取的位置信息及结构尺寸参数和安装尺寸参数，计算得到该机械臂末端当前在机械臂载体坐标系下的包括位置坐标和姿态的位姿信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述机械臂末端位姿计算步骤中，包括如下步骤：
姿态计算步骤，确定标靶坐标系相对于末端臂架关节坐标系的第一姿态矩阵，以及所述标靶坐标系相对于机械臂载体坐标系的第二姿态矩阵，根据第一姿态矩阵和第二姿态矩阵确定末端臂架关节坐标系相对于机械臂载体坐标系的姿态矩阵，从而得到该机械臂末端的姿态信息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述机械臂末端位姿计算步骤中，还包括如下步骤：
位置计算步骤，根据标靶的结构尺寸参数和安装尺寸参数，分别获取机械臂中轴线上的设定点和末端臂架关节中心点的距离以及该设定点在机械臂载体坐标系下的坐标，进而获取末端臂架关节中心点在机械臂载体坐标系下的坐标。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在姿态计算步骤中，
根据三个标靶在机械臂载体坐标系下的坐标以及标靶坐标系与三个标靶之间的位置关系可求得所述第一姿态矩阵；
根据获取的所述至少三个标靶的位置信息以及这至少三个标靶与该机械臂臂架的中轴线的设定点构成预定位置关系确定所述第二姿态矩阵。
5.根据权利要求1、2、4中任一项所述的方法，其特征在于，在安装三个标靶时，所述预定位置关系为三个标靶以机械臂臂架的中轴线为中心，相邻两标靶与中轴线上的设定点之间连线彼此相差设定角度。
6.一种用于测量工程机械臂的位姿的***，其特征在于，该***包括：
至少三个标靶，其被安装在所述工程机械臂的末端，使这至少三个标靶与该机械臂臂架的中轴线的设定点构成预定位置关系；
参数获取装置，其获取所述至少三个标靶在机械臂载体坐标系下的位置信息以及所述标靶的结构尺寸参数和安装尺寸参数；
机械臂末端位姿计算装置，其利用所述预定位置关系和获取的位置信息及结构尺寸参数和安装尺寸参数，计算得到该机械臂末端当前在机械臂载体坐标系下的包括位置坐标和姿态的位姿信息。
7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述机械臂末端位姿计算装置，其进一步包括如下模块：
姿态计算模块，其确定标靶坐标系相对于末端臂架关节坐标系的第一姿态矩阵，以及所述标靶坐标系相对于机械臂载体坐标系的第二姿态矩阵，根据第一姿态矩阵和第二姿态矩阵确定末端臂架关节坐标系相对于机械臂载体坐标系的姿态矩阵，从而得到该机械臂末端的姿态信息。
8.根据权利要求6或7所述的***，其特征在于，所述机械臂末端位姿计算装置，其还包括如下模块：
位置计算模块，其根据标靶的结构尺寸参数和安装尺寸参数，分别获取机械臂中轴线上的设定点和末端臂架关节中心点的距离以及该设定点在机械臂载体坐标系下的坐标，进而获取末端臂架关节中心点在机械臂载体坐标系下的坐标。
9.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述姿态计算模块，其进一步执行如下操作：
根据三个标靶在机械臂载体坐标系下的坐标以及标靶坐标系与三个标靶之间的位置关系求得所述第一姿态矩阵；
根据获取的所述至少三个标靶的位置信息以及这至少三个标靶与该机械臂臂架的中轴线的设定点构成预定位置关系确定所述第二姿态矩阵。
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