CN114930259A - 用于校准的方法和电子设备、***和计算机可读介质 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于时间校准的方法、电子设备、***及计算机可读介质。该方法(600)包括响应于从传感器接收到指示工具与将由机器人利用工具操作的对象的偏差的感测数据，触发机器人执行多个变换，每个变换导致工具在参考位置处接触对象(610)；基于从机器人接收到的反馈数据，确定在多个变换之后握持工具或对象的机器人的关节的关节位置，反馈数据记录机器人的多个变换(620)；并且至少部分地基于关节位置和参考位置来确定工具和机器人之间的位置关系(630)。以这种方式，可以实现一种视觉伺服方法，从而可以定义工具坐标系，并自动校准工具。

Description

用于校准的方法和电子设备、***和计算机可读介质
技术领域
本公开的实施例总体上涉及用于校准的方法、电子设备、***和计算机可读介质。
背景技术
在工业自动化技术中，可能需要工业机器人与工具协作来操作对象。作为一种选择，机器人可以握持工具并使工具对对象执行特定操作。例如，该工具可以是胶枪。机器人可以握持胶枪以将粘合剂喷射到对象上。
作为另一种选择，工具可以是静止的。例如，工具可以位于机器人的可触及区域，并且机器人可以握持对象并移动到靠近工具的位置，以使对象被工具操作。例如，工具可以是销钉。机器人可以握持对象，以使对象被销钉刺穿。
在机器人与工具彼此协作的场景中存在多个坐标系。例如，Tool0(没有工具)坐标系可以被称为以与工具或对象附接的关节为原点的笛卡尔坐标系。此外，工具坐标系可以被称为以工具中心点(TCP)为原点的笛卡尔坐标系。
由于当关节被触发而变换时机器人的关节的位置可以被机器人控制器记录，因此需要工具校准以用于设置针对特定工具的TCP。因此，期望确定工具坐标系和Tool0坐标系之间的映射关系。
发明内容
本公开实施例提供一种用于校准的方法、电子设备、***和计算机可读介质。
在第一方面，提供了一种用于时间校准的方法。该方法包括响应于从传感器接收指示工具与将由机器人利用工具操作的对象的偏差的感测数据，触发机器人执行多个变换，每个变换导致工具在参考位置处接触对象；基于从机器人接收到的反馈数据确定记录机器人的多个变换的反馈数据；并且至少部分地基于关节位置和参考位置来确定工具和机器人之间的位置关系。
在一些实施例中，触发机器人包括：触发机器人的关节以执行以下中的至少一个：在机器人坐标系中的水平运动，机器人坐标系的原点是在多个变换之前的关节的初始位置；以及在机器人坐标系中围绕坐标轴的旋转运动。
在一些实施例中，确定关节位置包括：接收来自机器人的反馈数据；从反馈数据中获得在一组变换后姿势中的机器人的关节在机器人坐标系中的第一多个坐标参数，机器人具有在执行多个变换之后的该组变换后姿势；并且基于关节的第一多个坐标参数来确定机器人坐标系中的关节位置。
在一些实施例中，确定位置关系包括：基于感测数据和在一组变换后姿势中的机器人的关节在机器人坐标系中的第一多个坐标参数，确定传感器坐标系和机器人坐标系之间的映射，机器人在执行多个变换之后具有该组变换后姿势；并且基于感测数据来确定参考位置在传感器坐标系中的第一参考位置信息；并且基于映射、第一多个坐标参数和第一参考位置信息来确定位置关系。
在一些实施例中，确定映射包括：基于感测数据来确定在该组变换后姿势中的机器人的关节在传感器坐标系中的第二多个坐标参数；并且基于第一多个坐标参数和第二多个坐标参数来确定映射。
在一些实施例中，确定位置关系包括：基于第一参考位置信息和映射来确定参考位置在机器人坐标系中的第二参考位置信息；基于第二参考位置信息来确定机器人坐标系中的第一工具位置信息；并且基于第一工具位置信息和第一多个坐标参数来确定机器人坐标系中的位置关系。
以这种方式，可以实现视觉伺服方法。可以引导机器人利用不同姿势进行变换，导致工具在对象或工具处的一个或多个特征点处接触待操作对象。在每次变换之后，可以记录机器人的关节位置。根据特征点的位置和所记录的机器人的关节位置，可以确定工具坐标系和Tool0坐标系之间的转换。因此，可以定义工具坐标系，并自动校准工具。
在第二方面，提供了一种电子设备。该设备包括处理单元和存储器，该存储器耦合到该处理单元并具有存储在其上的指令，这些指令在由该处理单元执行时使该设备执行以下动作：响应于从传感器接收到指示工具与将由机器人利用工具操作的对象的偏差的感测数据，触发机器人执行多个变换，每个变换导致工具在参考位置处接触对象；基于从机器人接收到的反馈数据，确定在多个变换之后握持工具或对象的机器人的关节的关节位置，反馈数据记录机器人的多个变换；并且至少部分地基于关节位置和参考位置来确定工具和机器人之间的位置关系。
在一些实施例中，触发机器人包括：触发机器人的关节以执行以下中的至少一个：在机器人坐标系中的水平运动，机器人坐标系的原点是关节在多个变换之前的初始位置；以及在机器人坐标系中围绕坐标轴的旋转运动。
在一些实施例中，确定关节位置包括：接收来自机器人的反馈数据；从反馈数据中获得在一组变换后姿势中的机器人的关节在机器人坐标系中的第一多个坐标参数，机器人在执行多个变换之后具有该组变换后姿势；并且基于关节的第一多个坐标参数来确定机器人坐标系中的关节位置。
在一些实施例中，确定位置关系包括：基于感测数据和在一组变换后姿势中的机器人的关节在机器人坐标系中的第一多个坐标参数，确定传感器坐标系和机器人坐标系之间的映射，机器人在执行多个变换之后具有该组变换后姿势；基于感测数据来确定参考位置在传感器坐标系中的第一参考位置信息；并且基于映射、第一多个坐标参数和第一参考位置信息来确定位置关系。
在一些实施例中，确定映射包括：基于感测数据来确定在该组变换后姿势中的机器人的关节在传感器坐标系中的第二多个坐标参数；并且基于第一多个坐标参数和第二多个坐标参数来确定映射。
在一些实施例中，确定位置关系包括：基于第一参考位置信息和映射来确定参考位置在机器人坐标系中的第二参考位置信息；基于第二参考位置信息来确定机器人坐标系中的第一工具位置信息；并且基于第一工具位置信息和第一多个坐标参数来确定机器人坐标系中的位置关系。
在第三方面，提供了一种用于校准的***。该***包括传感器，该传感器被配置为感测工具与将由机器人利用工具操作的对象的偏差并且在所述机器人被触发以执行多个变换时感测握持工具或对象的机器人的关节的关节位置；控制器，该控制器耦合到机器人和传感器并且被配置为执行第一方面的动作。
在第四方面，提供了一种计算机可读介质。该计算机可读介质包括用于使电子设备至少执行第一方面的动作的程序指令。
应当理解，发明内容并不旨在识别本公开的实施例的关键或必要特征，也不旨在被用来限制本公开的范围。通过下面的描述，本公开的其他特征将变得容易理解。
附图说明
本公开的上述和其他目的、特征和优点将通过结合附图对本公开的示例实施例的更详细描述而变得更加显而易见，其中在本公开的示例实施例中，相同的参考标号通常表示相同的组件。
图1示出了在其中可以实现本公开的实施例的示例操作环境中的示例坐标系；
图2示出了在其中可以实现本公开的实施例的示例操作环境；
图3A-图3D示出了机器人的关节的变换的示意图；
图4示出了在其中可以实现本公开的实施例的示例操作环境；
图5A-图5D示出了机器人的关节的变换的示意图；
图6示出了图示根据本公开的实施例的校准方法的流程图；
图7示出了根据本公开的一些示例实施例的示例计算机可读介质的框图。
在整个附图中，相同或相似的参考标记被用来指示相同或相似的元件。
具体实施方式
现在将参考若干示例实施例来讨论本公开。应当理解，讨论这些实施例只是为了使得本领域的技术人员能够更好地理解并因此实现本公开，而不是暗示对主题范围的任何限制。
如本文中所使用的，术语“包括”及其变体应被解读为开放术语，其意指“包括但不限于”。术语“基于”应被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“实施例”应被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”应被解读为“至少一个其他实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指代不同或相同的对象。其他定义，无论是显式的还是隐式的，都可以被包括在下面。除非上下文另有明确说明，否则术语的定义在整个描述中是一致的。
除非另有规定或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“耦合”及其变体被广泛使用并且涵盖直接和间接的安装、连接、支撑和耦合。此外，“连接”和“耦合”不限于物理或机械连接或耦合。在以下描述中，相同的参考标号和标记被用来描述图中相同、相似或对应的部分。其他定义，无论是显式的还是隐式的，都可以被包括在下面。
如上所述，在工业自动化技术中，可能需要工业机器人与工具协作来操作对象。作为一种选择，机器人可以握持工具并使工具对对象执行特定操作。作为另一种选择，该工具可以是静止的。例如，工具可以位于机器人的可触及区域，机器人可以握持对象并移动到靠近工具的位置，以使对象被工具操作。
图1示出了可以在其中实现本公开的实施例的示例操作环境100。在该操作环境100中，将工具120附接到机器人110的关节111。对象130是静止的并且将由机器人110利用工具120来操作。传感器140可以被设置在操作环境100中并且可以随时观察关节111、工具120和对象130。
在操作环境100中存在多个坐标系。例如，Tool0(没有工具)坐标系(此后也可以被称为机器人坐标系)可以被称为以关节111为原点的、由轴X1、Y1和Z1形成的笛卡尔坐标系。此外，工具坐标系可以被称为以工具中心点(TCP)为原点的、由轴X2、Y2和Z2形成的笛卡尔坐标系。
本文中的术语“TCP”可以被用来描述空间中的工具。如上面所提及，工具坐标系(TCS)的原点可以被认为是TCP。在TCS中，通常需要6个自由度或6条信息来完整定义机器人的关节的姿势，因为它可以在空间中沿着X2、Y2和Z2轴移动，也可以围绕X2、Y2和Z2轴旋转。
此外，基坐标系可以被称为由轴X3、Y3和Z3形成的笛卡尔坐标系，其原点位于机器人110的基部112。传感器坐标系可以被称为由轴X4、Y4和Z4形成的笛卡尔坐标系，其具有相对于作为原点的机器人始终保持静止的任何点。
由于当关节被触发而变换时机器人的关节的位置可以被机器人控制器记录，因此需要工具校准以用于设置针对特定工具的TCP。因此，期望确定工具坐标系和Tool0坐标系之间的映射关系。
在传统方式中，机器人坐标系和工具坐标系之间的校准是手动执行的。例如，对象的特征点被附接到机器人关节的工具手动触碰。这个校准过程的准确性取决于操作者的技能，并且校准过程很繁琐。
因此，本公开实施例提出了一种用于工具校准的方法和设备。传感器可以被用来感测来自工具和对象的偏差并触发机器人执行变换，使得工具和对象可以在参考位置处彼此触碰。基于机器人的参考位置和关节位置，可以校准工具坐标系。
下面参考图2至图5对本公开的原理和实现进行详细描述。如上所述，针对工具120被机器人110握持的场景下的工具校准可以参考图2-图3D来描述。图2示出了可以在其中实现本公开的实施例的示例操作环境200。应当理解，操作环境200中的多个坐标系可以与操作环境100中的那些类似。
与图1相比，操作环境200还包括耦合到机器人的控制器150和传感器140。机器人110可以将反馈数据传输到控制器150，反馈数据可以通过记录机器人的运动而获得。控制器150还可以向机器人110传输用于触发机器人110的运动的命令。此外，传感器140还可以将感测数据传输给控制器150，感测数据可以通过感测机器人的运动或机器人、工具和对象的位置关系而获得。应当理解，传感器140和控制器150可以被集成在校准设备中。此外，控制器150可以被认为是校准设备并且传感器120可以被认为是耦合到校准设备的外部设备。
在将参考图2-图3D详细描述的精细工具校准的过程之前，可能需要粗略校准。结合图1来参考图2，例如，对于粗略校准，可以触发机器人110的关节111以沿轴X1、Y1和Z1中的任何一个执行正交运动，或者可以触发机器人110的基部112以沿轴X3、Y3和Z3中的任何一个执行正交运动。机器人110可以向控制器150传输记录机器人在机器人坐标系中或在基础坐标系中运动之后的位置的反馈数据，并且传感器140也可以向控制器150传输记录机器人在感测坐标系中的运动之后的位置的感测数据。
此外，对于粗略校准，机器人110的关节111也可以被触发以围绕轴X1、Y1和Z1中的任意轴进行旋转运动。类似地，机器人110可以向控制器150传输记录机器人在机器人坐标系中或在基础坐标系中的运动之后的位置的反馈数据，并且传感器140也可向控制器150传输记录机器人在传感器坐标系中的运动之后的位置的感测数据。
以这种方式，传感器坐标系与机器人坐标系和基础坐标系之间的转换关系可以为校准。
然后将进一步描述精细工具校准的过程。如图2中所示，传感器140可以感测工具120与对象130的偏差。传感器140可以将感测数据传输到控制器150。然后控制器150可以触发机器人执行多个变换。在每次变换之后，工具120可以例如在参考位置Pr处接触对象130。该参考位置可以被认为是对象130的特征点的位置。如图2中所示，对象130可以是立方体并且特征点可以是立方体的任何角点。工具120也可以在每次变换之后在不同的参考位置处接触对象130。例如，工具120可以在立方体的一组角点处接触对象130。
在一些实施例中，机器人被触发以执行多个变换可以包括在机器人(Tool0)坐标系中沿着轴X1、Y1和Z1中的任何一个执行水平运动，如图1中所示。机器人被触发以执行多个变换可以包括在机器人(Tool0)坐标系中围绕轴X1、Y1和Z1中的任意一个执行旋转运动。
在每次变换之后，机器人的关节可以从初始姿势变换到变换后姿势。图3A-图3D示出了机器人的关节的变换的示意图。如图3A中所示，在第一次变换之后，关节111可以从初始姿势P0变换到变换后姿势P1。类似地，如图3B-图3D中所示，在第二次、第三次、第四次变换之后，关节111可以分别从初始姿势P0变换到变换后姿势P2、P3、P4。在关节的每次变换之后，工具120可以在参考位置Pr处接触对象130。在精细校准过程中，关节可以变换到至少四个不同的姿势以确定工具和机器人的关节之间的关系。应当理解，机器人110可以被触发以执行多于四个的变换。
然后机器人可以向控制器150传输记录机器人的多个变换的反馈。控制器150可以从反馈数据中获得在变换之后的一组变换后姿势P1、P2、P3和P4中的关节111在机器人坐标系中的第一多个坐标参数。基于关节111的第一多个坐标参数，控制器150可以确定在四次变换之后握持工具111的机器人110的关节111的关节位置。
然后控制器150可以至少部分地基于关节位置和参考位置Pr来确定工具111和机器人110(即，关节111)之间的位置关系。
在一些实施例中，控制器150可以确定传感器坐标系和机器人坐标系之间的映射。例如，控制器150可以基于传感器140的感测数据确定在变换之后的一组变换后姿势P1、P2、P3和P4中的机器人关节在传感器坐标系中的第二多个坐标参数。基于可以从机器人110接收到的反馈数据所获得的在变换之后的一组变换后姿势P1、P2、P3和P4中的关节111在机器人坐标系中的的第一多个坐标参数和第二多个坐标参数，可以确定传感器坐标系和机器人坐标系之间的映射。
然后控制器150还可以基于感测数据来确定参考位置Pr在传感器坐标系中的第一参考位置信息。控制器150还可以基于第一参考位置信息以及传感器坐标系和机器人坐标系之间的映射来确定参考位置在机器人坐标系中的第二参考位置信息。
由于工具和对象在参考位置Pr处彼此接触，因此参考位置在机器人坐标系中的第二参考位置信息可以被认为是机器人坐标系中的工具位置。因此，控制器150可以基于参考位置在机器人坐标系中的第二参考位置信息以及在变换之后的一组变换后姿势P1、P2、P3和P4中的关节111在机器人坐标系的的第二多个坐标参数，来确定工具和机器人在机器人坐标系中的位置关系。以这种方式，可以自动实现精细工具校准。
如上面所提及，在另一种选择中，工具可以是静止的。例如，工具可以位于机器人的可触及区域。对象可以被机器人握持并随着机器人的运动移动到靠近工具的位置，以使对象被工具操作。
针对工具120静止的场景的工具校准可以参考图4-图5来描述。图4示出了可以在其中实现本公开的实施例的示例操作环境400。应当理解，操作环境400中的多个坐标系可以与操作环境100中的那些类似。
如图4中所示，机器人111可以抓取对象130。为了更好地描述本公开，可以忽略由抓取器引起的关节与对象130之间的偏移。对象130可以被认为是直接附接到关节111。工具120可以是静止的并且位于地面上。在图4中与图2中相同的组件在这里不再赘述。
用图1和图2描述的粗略校准也可以在操作环境400中被执行，以校准传感器坐标系与机器人坐标系和基础坐标系之间的转换关系。
然后将进一步描述精细工具校准的过程。如图4中所示，传感器140可以感测工具120与对象130的偏差。传感器140可以将感测数据传输到控制器150。然后控制器150可以触发机器人执行多个变换。在每次变换之后，例如在工具120的参考位置Pr处，对象130可以接触工具120。该参考位置可以被认为是工具120的特征点的位置。如图4中所示，工具120可以是圆锥体并且特征点可以是圆锥体的角点。
对象130也可以利用对象130的特征位置接触工具120。例如，如图所示，对象130是圆锥体并且对象130可以利用圆锥体的角点接触工具120。在这种情况下，参考位置可以是在机器人的变换之后的对象130的特征点的位置。
在一些实施例中，机器人被触发以执行多个变换可以包括在机器人(Tool0)坐标系中沿着轴X1、Y1和Z1中的任何一个执行水平运动，如图1中所示。机器人被触发以执行多个变换可以包括在机器人(Tool0)坐标系中围绕轴X1、Y1和Z1中的任意一个执行旋转运动。
在每次变换之后，机器人的关节111可以从初始姿势变换到变换后姿势。图5A-图5D示出了机器人110的关节111的变换的示意图。如图5A中所示，在第一次变换之后，关节111可以从初始姿势P0变换到变换后姿势P1。类似地，如图5B-图5D中所示，在第二次、第三次、第四次变换之后，关节111可以分别从初始姿势P0变换到变换后姿势P2、P3、P4。在关节的每次变换之后，对象130可以在参考位置Pr处接触工具120。在精细校准过程中，关节可以变换到至少四个不同的姿势以确定工具和机器人的关节之间的关系。应当理解，机器人110可以被触发以执行多于四次的变换。
然后机器人可以向控制器150传输记录机器人的多个变换的反馈。控制器150可以从反馈数据中获得在变换之后的一组变换后姿势P1、P2、P3和P4中的关节111在机器人坐标系中的第一多个坐标参数。基于关节111的第一多个坐标参数，控制器150可以确定在四次变换之后握持对象130的机器人110的关节111的关节位置。
然后控制器150可以至少部分地基于关节位置和参考位置Pr来确定工具111和机器人110(即，关节111)之间的位置关系。
在一些实施例中，控制器150可以确定传感器坐标系和机器人坐标系之间的映射。例如，控制器150可以基于传感器140的感测数据确定在变换之后的一组变换后姿势P1、P2、P3和P4中的机器人关节在传感器坐标系中的第二多个坐标参数。基于可以从机器人110接收到的反馈数据所获得的在变换之后的一组变换后姿势P1、P2、P3和P4中的关节111在机器人坐标系中的第一多个坐标参数和第二多个坐标参数，可以确定传感器坐标系和机器人坐标系之间的映射。
然后控制器150还可以基于感测数据来确定参考位置Pr在传感器坐标系中的第一参考位置信息。控制器150还可以基于第一参考位置信息以及传感器坐标系和机器人坐标系之间的映射来确定参考位置在机器人坐标系中的第二参考位置信息。
由于工具和对象在参考位置Pr处彼此接触，因此参考位置在机器人坐标系中的第二参考位置信息可以被认为是机器人坐标系中的工具位置。因此，控制器150可以基于参考位置在机器人坐标系中的第二参考位置信息以及在变换之后的一组变换后姿势P1、P2、P3和P4中的关节111在机器人坐标系中的第二多个坐标参数来确定工具和机器人在机器人坐标系中的位置关系。以这种方式，可以实现视觉伺服方法。可以引导机器人通过不同姿势进行变换，导致工具在对象或工具处的一个或多个特征点处接触待操作对象。在每次变换之后，可以记录机器人的关节位置。根据特征点的位置和所记录的机器人的关节位置，可以确定工具坐标系和Tool0坐标系之间的转换。因此，可以定义工具坐标系并自动校准工具。
图6示出了图示根据本公开的实施例的用于时间校准的方法600的流程图。为了讨论的目的，方法600将参考图1、图2和图4进行描述。应当了解，虽然已经在图1的操作环境100、图2的操作环境200和图4的操作环境400中描述了方法400，但是方法600同样可以被应用于其他操作环境。
在610，如果控制器150从传感器接收到指示工具与将由机器人利用工具操作的对象的偏差的感测数据，则控制器150触发机器人执行多个变换。每个变换都可能导致工具在参考位置处接触对象。
在一些实施例中，触发机器人包括：触发机器人的关节以执行以下中的至少一个：在机器人坐标系中的水平运动，机器人坐标系的原点是在多个变换之前的关节的初始位置；以及在机器人坐标系中围绕坐标轴的旋转运动。
在620，控制器150基于从机器人接收到的反馈数据，确定在多个变换之后握持工具或对象的机器人的关节的关节位置。反馈数据可以记录机器人的多个变换。
在一些实施例中，确定关节位置包括：接收来自机器人的反馈数据；从反馈数据中获得在一组变换后姿势中的机器人的关节在机器人坐标系中的第一多个坐标参数，机器人在执行多个变换之后具有该组变换后姿势；并且基于关节的第一多个坐标参数来确定机器人坐标系中的关节位置。
在630，控制器150至少部分地基于关节位置和参考位置来确定工具和机器人之间的位置关系。
在一些实施例中，确定位置关系包括：基于感测数据和在一组变换后姿势中的机器人的关节在机器人坐标系中的第一多个坐标参数，确定传感器坐标系和机器人坐标系之间的映射，机器人在执行多个变换之后具有该组变换后姿势；基于感测数据来确定参考位置在传感器坐标系中的第一参考位置信息；并且基于映射、第一多个坐标参数和第一参考位置信息来确定位置关系。
在一些实施例中，确定映射包括：基于感测数据来确定在该组变换后姿势中的机器人的关节在传感器坐标系中的第二多个坐标参数；并且基于第一多个坐标参数和第二多个坐标参数来确定映射。
在一些实施例中，确定位置关系包括：基于第一参考位置信息和映射来确定参考位置在机器人坐标系中的第二参考位置信息；基于第二参考位置信息来确定机器人坐标系中的第一工具位置信息；并且基于第一工具位置信息和第一多个坐标参数来确定机器人坐标系中的位置关系。
此外，本公开还可以提出一种用于校准的***。该***包括传感器，该传感器被配置为感测工具与将由机器人利用工具操作的对象的偏差并且在机器人被触发以执行多个变换时感测握持工具或对象的机器人的关节的关节位置；控制器，该控制器耦合到机器人和传感器并且被配置为执行图6中所示的方法600。
应当理解，该***可以用任何硬件和软件来实现。例如，该***可以被实现为如图1、图2和图4中所示的控制器150。例如，***可以被实现为图1、图2和图4中所示的控制器150与传感器140。应当理解，图1、图2和图4中所示的传感器的数量是出于说明的目的而被给出的，而不暗示任何限制。操作环境100可以包括任何合适数量的传感器。
该***还可以被实现为集成芯片。***的组件可以被认为是能够执行某些功能的实体，诸如数据收集器、估计器、指令生成器等等。***中的组件也可以被认为是能够实现某些功能的虚拟模块。
图7是适用于实现本公开的实施例的设备700的简化框图。可以提供设备700来实现图6中所示的方法600。如图7中所图示，设备700可以包括耦合到计算机可读存储器单元720的计算机处理器710，并且存储器单元720包括指令722。当由计算机处理器710执行时，指令722可以实现如前面段落中所描述的用于操作机器人的方法，并且此后将省略其细节。
在本公开的一些实施例中，提供了一种用于模拟生产线中的至少一个对象的计算机可读介质。计算机可读介质在其上存储有指令，当指令在至少一个处理器上执行时，可以使至少一个处理器执行前面段落中描述的用于操作机器人的方法，并且此后将省略其细节。
通常，本公开的各种实施例可以以硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合来实现。一些方面可以以硬件来实现，而其他方面可以以可由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件来实现。尽管本公开的实施例的各个方面被图示和描述为框图、流程图或使用一些其他图形表示，但是应当了解，作为非限制性示例，本文描述的块、装置、***、技术或方法可以以硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备、或它们的某种组合来实现。
本公开还提供有形地存储在非暂时性计算机可读存储介质上的至少一个计算机程序产品。该计算机程序产品包括计算机可执行指令，诸如被包括在程序模块中的那些，在目标真实或虚拟处理器上的设备中被执行，以执行上面参考图6描述的过程或方法。通常，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、库、对象、类、组件、数据结构等。在各种实施例中，程序模块的功能性可以按照期望的那样在程序模块之间进行组合或进行拆分。用于程序模块的机器可执行指令可以在本地设备或分布式设备内被执行。在分布式设备中，程序模块可以位于本地和远程存储介质中。
可以以一种或多种编程语言的任何组合来编写用于执行本公开的方法的程序代码。可以将这些程序代码提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，以使得这些程序代码在由处理器或控制器执行时，使流程图和/或框图中指定的功能/操作被实现。程序代码可以完全在机器上执行、部分在机器上执行、作为独立软件包执行、部分在机器上部分在远程机器上执行、或者完全在远程机器或服务器上执行。
上面的程序代码可以被体现在机器可读介质上，该机器可读介质可以是可以包含或存储供指令执行***、装置或设备使用或与其结合使用的程序的任何有形介质。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读存储介质。机器可读介质可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体***、装置或设备，或前述各项的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例将包括：具有一根或多根电线的电连接、便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、光存储设备、磁存储设备或前述各项的任何合适组合。
此外，虽然以特定顺序描绘了操作，但是这不应被理解为要求以所示出的特定顺序或以连续的顺序执行这样的操作，或者执行所有所图示出的操作以实现期望的结果。在某些场景中，多任务和并行处理可能是有利的。同样，虽然在上述讨论中包含若干特定的实现细节，但是这些不应被解释为对本公开范围的限制，而应被解释为对可能特定于特定实施例的特征的描述。在分开的实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中被组合实现。另一方面，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分开地实现在多个实施例中或以任何合适的子组合来实现。
尽管已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了主题，但是应当理解，所附权利要求中限定的主题不一定局限于上述特定特征或动作。而是，上述特定特征和动作作为实现权利要求的示例形式而被公开。

Claims (14)

1.一种校准方法，包括：
响应于从传感器接收到指示工具与将由机器人利用所述工具操作的对象的偏差的感测数据，触发所述机器人执行多个变换，每个变换导致所述工具在参考位置处接触所述对象；
基于从所述机器人接收到的反馈数据，确定在所述多个变换之后握持所述工具或所述对象的所述机器人的关节的关节位置，所述反馈数据记录所述机器人的所述多个变换；以及
至少部分地基于所述关节位置和所述参考位置来确定所述工具和所述机器人之间的位置关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其中触发所述机器人包括触发所述机器人的关节以执行以下中的至少一项：
在机器人坐标系中的水平运动，所述机器人坐标系的原点是在所述多个变换之前的所述关节的初始位置；以及
在所述机器人坐标系中围绕坐标轴的旋转运动。
3.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述关节位置包括：
接收来自所述机器人的所述反馈数据；
从所述反馈数据中获得在一组变换后姿势中的所述机器人的所述关节在机器人坐标系中的第一多个坐标参数，所述机器人在执行所述多个变换之后具有所述一组变换后姿势；以及
基于所述关节的所述第一多个坐标参数来确定所述机器人坐标系中的所述关节位置。
4.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述位置关系包括：
基于所述感测数据和在一组变换后姿势中的所述机器人的所述关节在机器人坐标系中的第一多个坐标参数，确定传感器坐标系和所述机器人坐标系之间的映射，所述机器人在执行所述多个变换之后具有所述一组变换后姿势；
基于所述感测数据来确定所述参考位置在所述传感器坐标系中的第一参考位置信息；以及
基于所述映射、所述第一多个坐标参数和所述第一参考位置信息来确定所述位置关系。
5.根据权利要求4所述的方法，其中确定所述映射包括：
基于所述感测数据来确定在所述一组变换后姿势中的所述机器人的所述关节在传感器坐标系中的第二多个坐标参数；以及
基于所述第一多个坐标参数和所述第二多个坐标参数来确定所述映射。
6.根据权利要求4所述的方法，其中确定所述位置关系包括：
基于所述第一参考位置信息和所述映射来确定所述参考位置在所述机器人坐标系中的第二参考位置信息；
基于所述第二参考位置信息来确定所述机器人坐标系中的第一工具位置信息；以及
基于所述第一工具位置信息和所述第一多个坐标参数来确定所述机器人坐标系中的所述位置关系。
7.一种电子设备，包括：
处理单元；以及
存储器，所述存储器耦合到所述处理单元并具有存储在其上的指令，所述指令在由所述处理单元执行时使所述设备执行动作，所述动作包括：
响应于从传感器接收到指示工具与将由机器人利用所述工具操作的对象的偏差的感测数据，触发所述机器人执行多个变换，每个变换导致所述工具在参考位置处接触所述对象；
基于从所述机器人接收到的反馈数据，确定在所述多个变换之后握持所述工具或所述对象的所述机器人的关节的关节位置，所述反馈数据记录所述机器人的所述多个变换；以及
至少部分地基于所述关节位置和参考位置来确定所述工具和所述机器人之间的位置关系。
8.根据权利要求7所述的设备，其中触发所述机器人包括触发所述机器人的关节以执行以下中的至少一项：
在机器人坐标系中的水平运动，所述机器人坐标系的原点是在所述多个变换之前的所述关节的初始位置；以及
在所述机器人坐标系中围绕坐标轴的旋转运动。
9.根据权利要求7所述的设备，其中确定所述关节位置包括：
接收来自所述机器人的所述反馈数据；
从所述反馈数据中获得在一组变换后姿势中的所述机器人的所述关节在机器人坐标系中的第一多个坐标参数，所述机器人在执行所述多个变换之后具有所述一组变换后姿势；以及
基于所述关节的所述第一多个坐标参数来确定所述机器人坐标系中的所述关节位置。
10.根据权利要求7所述的设备，其中确定所述位置关系包括：
基于所述感测数据和在一组变换后姿势中的所述机器人的所述关节在机器人坐标系中的第一多个坐标参数，确定传感器坐标系和所述机器人坐标系之间的映射，所述机器人在执行所述多个变换之后具有所述一组变换后姿势；
基于所述感测数据来确定所述参考位置在所述传感器坐标系中的第一参考位置信息；以及
基于所述映射、所述第一多个坐标参数和所述第一参考位置信息来确定所述位置关系。
11.根据权利要求10所述的设备，其中确定所述映射包括：
基于所述感测数据来确定在所述一组变换后姿势中的所述机器人的所述关节在传感器坐标系中的第二多个坐标参数；以及
基于所述第一多个坐标参数和所述第二多个坐标参数来确定所述映射。
12.根据权利要求10所述的设备，其中确定所述位置关系包括：
基于所述第一参考位置信息和所述映射来确定所述参考位置在所述机器人坐标系中的第二参考位置信息；
基于所述第二参考位置信息来确定所述机器人坐标系中的第一工具位置信息；以及
基于所述第一工具位置信息和所述第一多个坐标参数来确定所述机器人坐标系中的所述位置关系。
13.一种用于校准的***，包括：
传感器，所述传感器被配置为感测工具与将由机器人利用所述工具操作的对象的偏差并且在所述机器人被触发以执行多个变换时感测握持所述工具或所述对象的所述机器人的关节的关节位置；以及
控制器，所述控制器耦合到所述机器人和所述传感器并且被配置为执行根据权利要求1-6中任一项所述的方法。
14.一种计算机可读介质，包括用于使电子设备至少执行根据权利要求1-6中任一项所述的方法的程序指令。
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