CN115847426A - 机器人运动控制方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种机器人运动控制方法、装置、电子设备和存储介质，属于机器人控制技术领域，该方法包括：获取机器人的相机拍摄的识别标签图像，其中，识别标签图像为机械臂运动至预设坐标系后相机对识别标签进行拍摄获得的图像，预设坐标系标定有相机与识别标签为模板位姿时，机械臂的第一位置信息；根据识别标签图像，计算相机与识别标签的位姿；根据相机与识别标签的位姿和模板位姿的位姿差异，确定机械臂的更新坐标系，其中，更新坐标系包括机械臂的更新位置信息；获取预存的多个运动示教位姿点位；根据多个运动示教位姿点位和所述更新坐标系，控制机器人进行运动，以提高机器人运动的准确性。

Description

机器人运动控制方法、装置、电子设备和存储介质

技术领域

本申请涉及机器人控制技术领域，具体而言，涉及一种机器人运动控制方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术

随着工业智能化需求日益增多，工艺复杂程度不断提升，企业对于自动化设备的需求也更加迫切，相比于AGV/AMR、协作机器人、机器视觉的单一功能，集合了三者特性的复合移动机器人显然更具柔性化的特性，且机器人随着与实际应用需求结合地日益深入。复合机器人可以实现不断迭代进化，复合出更多的应用可能。在工业领域的应用场景非常多样，如喷涂、码垛、巡检、巡视、安防等众多领域。目前，由于复合机器人具有灵活且性价比高的优点，在一些生产场景中多采用复合机器人，生产场景中的复合机器人一般由移动装置以及移动装置上设置的机械臂构成。

然而在生产工艺领域，由于复合机器人的定位精度低，使得其定位通常存在偏差，导致复合机器人的操作运动(取料、送料、对接等)精度低，而生产工艺的操作精度要求一般较高，使得复合机器人难以满足生产工艺场景的需求。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种机器人运动控制方法、装置、电子设备和存储介质，用以解决复合机器人定位精度低导致的操作运动精度低而难以满足高精度要求的生产工艺场景需求的问题。

第一方面，本发明提供一种机器人运动控制方法，该方法包括：获取机器人的相机拍摄的识别标签图像，其中，该识别标签图像为机械臂运动至预设坐标系后相机对识别标签进行拍摄获得的图像，该预设坐标系标定有相机与识别标签为模板位姿时，机械臂的第一位置信息；根据识别标签图像，计算相机与识别标签的位姿；根据相机与识别标签的位姿和模板位姿的位姿差异，确定机械臂的更新坐标系，其中，更新坐标系包括机械臂的更新位置信息；获取预存的多个运动示教位姿点位；根据多个运动示教位姿点位和更新坐标系，控制机器人进行运动。

上述设计的机器人运动控制方法，本方案首先获取机器人的相机拍摄获得的识别标签图像，然后根据识别标签图像计算相机与识别标签的位姿，与相机和识别标签的模板位姿进行比较，再根据相机与识别标签的位姿和模板位姿的位姿差异，确定机械臂的更新坐标系，从而对机械臂的位置进行更新，使得机械臂更新后的位置能够使得相机与识别标签达到模板位姿，从而通过相机与识别标签的位姿与模板位姿的差异对机器人的机械臂的位置进行修正，进而避免机器人的定位精度偏差带来的机械臂位置的偏差，从而提高机器人的机械臂的操作运动精度，最后再通过预存的多个运动示教位姿点位来控制机器人进行运动，从而借助机器人示教的精度，进一步提高机器人操作运动的精度，从而解决复合机器人定位精度低导致操作精度低而难以满足高精度生产工艺需求的问题，提高复合机器人的操作运动精度，进而使得复合机器人能够适用于高精度生产工艺需求，提高复合机器人的适用性。

在第一方面的可选实施方式中，根据相机与识别标签的位姿和模板位姿的位姿差异，确定机械臂的更新坐标系，包括：计算相机与识别标签的位姿与模板位姿的位姿差异；判断位姿差异是否大于预设位姿差异阈值；若判定位姿差异小于或等于预设位姿差异阈值，则确定预设坐标系为更新坐标系。本实施方式通过相机与识别标签的位姿与模板位姿的位姿差异与预设位姿差异阈值进行比较，从而确定机器人的定位精度是否不准确，在位姿差异小于或等于预设位姿差异阈值，即机器人的定位精度准确的情况下，直接将预设坐标系作为更新坐标系，进而在定位精度准确情况下无需更改机械臂的坐标系，从而实现机器人的快速运动。

在第一方面的可选实施方式中，根据相机与识别标签的位姿和模板位姿的位姿差异，确定机械臂的更新坐标系，包括：计算相机与识别标签的位姿与模板位姿的位姿差异；判断位姿差异是否大于预设位姿差异阈值；若判定位姿差异大于预设位姿差异阈值，则根据位姿差异确定机械臂的移动位姿；根据移动位姿控制机械臂进行运动，以使相机与识别标签的位姿变化至模板位姿；在机械臂运动完成后，根据机械臂的工具中心点和机械臂的更新位置信息，构建更新坐标系。本实施方式在位姿差异大于预设位姿差异阈值，即机器人的定位精度不准确的情况下，根据位姿差异确定机械臂的移动位姿，然后控制机械臂运动使得相机与识别标签的位姿变化至模板位姿，使得在定位精度不准确的情况下，通过相机与识别标签的位姿来对机械臂的位置进行修正，进而使得机器人的机械臂能够准确保持在示教的原本初始状态，从而提高机器人运动的准确性。

在第一方面的可选实施方式中，根据相机与识别标签的位姿和模板位姿的位姿差异，确定机械臂的更新坐标系，包括：根据位姿差异确定机械臂的移动位姿；根据机械臂的移动位姿控制机械臂进行运动，以使相机与识别标签的位姿变化至模板位姿；在机械臂运动完成后，根据机械臂的工具中心点和机械臂的更新位置信息，构建更新坐标系。本实施方式无需对位姿差异进行判定，直接默认机器人的定位存在不准确，从而快速对机器人的机械臂的位置进行修正调整。

在第一方面的可选实施方式中，根据识别标签图像计算相机与识别标签的位姿，包括：获取标签图像的尺寸信息以及预先标定的相机内参；根据标签图像的尺寸信息、预先标定的相机内参以及识别标签图像，计算相机与识别标签的位姿。本实施方式根据标签图像的尺寸信息、预先标定的相机内参以及识别标签图像准确计算相机与识别标签的位姿，从而提高相机与识别标签位姿的准确性。

在第一方面的可选实施方式中，根据多个运动示教位姿点位和更新坐标系，控制机器人进行运动，包括：控制机械臂在更新坐标系下运动至多个运动示教位姿点位。

在第一方面的可选实施方式中，在获取机器人的相机拍摄的识别标签图像之前，该方法还包括：获取识别标签模板图像；其中，识别标签模板图像为识别标签完全暴露在相机视野中，并且识别标签在相机视野的目标位置的图像；根据识别标签模板图像计算相机与识别标签的三维位姿，获得模板位姿。本实施方式提前根据识别标签模板图像计算相机与识别标签的模板位姿，从而在对机器人进行运动控制时直接调用模板位姿即可，进而提高机器人运动控制的实时性。

在第一方面的可选实施方式中，在获得模板位姿后，该方法还包括：在相机与识别标签为模板位姿时，根据机械臂的工具中心点和机械臂的位置信息构建预设坐标系并存储；以预设坐标系为基准，对机械臂进行运动示教，并存储运动示教过程中的多个运动示教位姿点位。

在第一方面的可选实施方式中，运动示教包括取料示教、送料示教或对接示教中的任意一种。

第二方面，本发明提供一种机器人运动控制装置，所述装置包括：获取模块、计算模块、确定模块以及控制模块；获取模块，用于获取机器人的相机拍摄的识别标签图像，其中，识别标签图像为机械臂运动至预设坐标系后相机对识别标签进行拍摄获得的图像，预设坐标系标定有相机与识别标签为模板位姿时，机械臂的第一位置信息；计算模块，用于根据识别标签图像，计算相机与识别标签的位姿；确定模块，用于根据相机与识别标签的位姿和模板位姿的位姿差异，确定机械臂的更新坐标系，其中，更新坐标系包括机械臂的更新位置信息；获取模块，还用于获取预存的多个运动示教位姿点位；控制模块，用于根据多个运动示教位姿点位和更新坐标系，控制机器人进行运动。

上述设计的机器人运动控制装置，本方案首先获取机器人的相机拍摄获得的识别标签图像，然后根据识别标签图像计算相机与识别标签的位姿，与相机和识别标签的模板位姿进行比较，再根据相机与识别标签的位姿和模板位姿的位姿差异，确定机械臂的更新坐标系，从而对机械臂的位置进行更新，使得机械臂更新后的位置能够使得相机与识别标签达到模板位姿，从而通过相机与识别标签的位姿与模板位姿的差异对机器人的机械臂的位置进行修正，进而避免机器人的定位精度偏差带来的机械臂位置的偏差，从而提高机器人的机械臂的操作运动精度，最后再通过预存的多个运动示教位姿点位来控制机器人进行运动，从而借助机器人示教的精度，进一步提高机器人操作运动的精度，从而解决复合机器人定位精度低导致操作精度低而难以满足高精度生产工艺需求的问题，提高复合机器人的操作运动精度，进而使得复合机器人能够适用于高精度生产工艺需求，提高复合机器人的适用性。

在第二方面的可选实施方式中，该确定模块，具体用于计算相机与识别标签的位姿与模板位姿的位姿差异；判断位姿差异是否大于预设位姿差异阈值；若判定位姿差异小于或等于预设位姿差异阈值，则确定预设坐标系为更新坐标系。

在第二方面的可选实施方式中，该确定模块，还具体用于计算相机与识别标签的位姿与模板位姿的位姿差异；判断位姿差异是否大于预设位姿差异阈值；若判定位姿差异大于预设位姿差异阈值，则根据位姿差异确定机械臂的移动位姿；根据移动位姿控制机械臂进行运动，以使相机与识别标签的位姿变化至模板位姿；在机械臂运动完成后，根据机械臂的工具中心点和机械臂的更新位置信息，构建更新坐标系。

在第二方面的可选实施方式中，该确定模块，还具体用于根据位姿差异确定机械臂的移动位姿；根据机械臂的移动位姿控制机械臂进行运动，以使相机与识别标签的位姿变化至模板位姿；在机械臂运动完成后，根据机械臂的工具中心点和机械臂的更新位置信息，构建更新坐标系。

在第二方面的可选实施方式中，该计算模块，具体用于获取标签图像的尺寸信息以及预先标定的相机内参；根据标签图像的尺寸信息、预先标定的相机内参以及识别标签图像，计算相机与识别标签的位姿。

在第二方面的可选实施方式中，控制模块，具体用于控制机械臂在更新坐标系下运动至多个运动示教位姿点位。

在第二方面的可选实施方式中，该获取模块，还用于获取识别标签模板图像；其中，识别标签模板图像为识别标签完全暴露在相机视野中，并且识别标签在相机视野的目标位置的图像；该计算模块，还用于根据识别标签模板图像计算相机与识别标签的三维位姿，获得模板位姿。

在第二方面的可选实施方式中，该装置还包括构建模块，用于在相机与识别标签为模板位姿时，根据机械臂的工具中心点和机械臂的位置信息构建预设坐标系并存储；示教模块，用于以预设坐标系为基准，对机械臂进行运动示教，并存储运动示教过程中的多个运动示教位姿点位。

第三方面，本申请提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时执行第一方面、第一方面中任一可选的实现方式中的所述方法。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时执行第一方面、第一方面中任一可选的实现方式中的所述方法。

第五方面，本申请提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面、第一方面中任一可选的实现方式中的所述方法。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的机器人运动控制方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的识别标签示意图；

图3为本申请实施例提供的机器人运动控制装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

图标：300-获取模块；310-计算模块；320-确定模块；330-控制模块；340-构建模块；350-示教模块；4-电子设备；401-处理器；402-存储器；403-通信总线。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

目前，在一些生产工艺场景中多采用复合机器人，复合机器人通常由移动装置(如小车)以及移动装置上的抓取装置(如机械臂)构成，在生产工艺过程中通过复合机器人对工艺材料进行操作(如取料、送料或对接等)。

本申请发明人发现，在生产工艺场景中虽然采用复合机器人是一种灵活且具有性价比的方案，但复合机器人的定位精度较低，通常在2-3cm，而生产工艺场景中各个操作是需要精细化准确化地，采用复合机器人对工艺材料的操作精度低，从而难以满意生产工艺操作的精细化要求。

对于上述问题，本申请发明人设计一种机器人运动控制方法、装置、电子设备和存储介质，通过识别机器人上的相机与识别标签的位姿与模板位姿的差异对机器人的机械臂的坐标系进行调整，使得相机与识别标签为模板位姿时，获得机械臂调整的更新位置，最后根据运动示教位姿点位和机械臂调整的更新位置控制机器人进行运动，从而通过识别标签与相机的位姿关系灵活地调整复合机器人机械臂的位置，并借助机器人示教的精度，使得机器人的运动控制更加精确，进而提高机器人对工艺材料的操作精度。

基于上述思路，本申请提供一种机器人运动控制方法，该机器人运动控制方法可应用于计算设备中，该计算设备包括但不限于计算机、服务器、控制器、芯片以及上位机等等，如图1所示，该机器人运动控制方法可通过如下方式实现，包括：

步骤S100：获取机器人的相机拍摄的识别标签图像。

步骤S110：根据识别标签图像，计算相机与识别标签的位姿。

步骤S120：根据相机与识别标签的位姿和模板位姿的位姿差异，确定机械臂的更新坐标系。

步骤S130：获取预存的多个运动示教位姿点位。

步骤S140：根据多个运动示教位姿点位和更新坐标系，控制机器人进行运动。

在上述实施方式中，机器人可包括复合机器人，复合机器人包括移动装置和设置在移动装置上的机械臂，移动装置具体可为移动小车。复合机器人在工作地进行工作时，移动小车可带动机械臂进行移动，本方案设计的机器人上还设置有相机，该相机可设置于机器人的机身上，也可以设置于机器人的机械臂上。当相机设置于机器人的机械臂上时，该相机具体可设置于机械臂的端部，该机械臂的端部除了设置相机以外，还可以另外设置执行爪，从而抓放所需的工艺材料。另外，机器人的机械臂具体可为六轴机械臂或其他多轴机械臂。

前文描述到复合机器人在工作地进行工作时，移动小车可带动机械臂进行移动。具体地，复合机器人可提前建立工作地的地图，建立地图的方式可采用目前已有的任意一种移动机器人建立地图的方式。其中，复合机器人工作地中有多个工作位置，每个工作位置上设置有识别标签，例如，每个工作位置具有对应的工作台(送料台、取料台等等)，每个工作台上设置有对应的识别标签。具体的，该识别标签可为尺寸已知边缘清晰的任意标签，例如，arucuo码、工作台自带的铭牌等，也可为如图2所示的黑白格图像。

在上述基础上，本方案在执行步骤S100之前，可提前确定并存储相机与识别标签的模板位姿、预设坐标系以及运动示教位姿点位。

具体地，作为一种可能的实施方式，相机与识别标签的模板位姿可通过如下方式确定，包括：获取识别标签模板图像，根据该识别标签模板图像计算相机与识别标签的三维位姿，从而得到模板位姿。

其中，该识别标签模板图像为识别标签完全暴露在机器人的相机视野中，并且识别标签在相机视野的目标位置的图像。具体地，该识别标签模板图像可为识别标签在相机视野的正中央位置时对识别标签拍摄获得的图像。

作为一种可能的实施方式，本方案获取识别标签模板图像的方式可在机器人到达识别标签对应的工作位置时，通过调整相机视野与识别标签的位置，从而在识别标签恰好在相机视野的目标位置时拍摄获得。作为另一种可能的实施方式，识别标签模板图像可提前采集，在确定模板位姿时直接读取获得。

通过上述方式得到识别标签模板图像基础上，本方案具体可根据识别标签的物理尺寸、相机内参和识别标签模板图像中的像素点，通过三维位姿估算算法求解识别标签和相机之间的三维位姿关系，从而得到模板位姿，其中，识别标签的物理尺寸可以对识别标签提前测量获得，相机内参可通过相机标定方法提前标定获得。

在上述基础上，本方案在机器人的相机与识别标签为模板位姿时，根据机器人的机械臂的工具中心点和机械臂的位置信息构建预设坐标系并存储，并且以该预设坐标系为基准，对机械臂进行运动示教，存储运动示教过程中的多个运动示教位姿点位。其中，该运动示教包括取料示教、送料示教或对接示教中的任意一种，例如，当机器人执行送料操作的情况下，以预设坐标系为基准，对机械臂进行送料示教，存储送料示教过程中的多个送料示教位姿点位。

在上述基础上，本方案可获取机器人的相机拍摄的识别标签图像，该识别标签图像为机器人到达工作位置并且机器人的机械臂运动至预设坐标系后，相机对机器人到达的工作位置上的识别标签拍摄获得的图像。其中，该预设坐标系标定有相机与识别标签为模板位姿时，机械臂的第一位置信息。具体地，在机械臂为多轴机械臂的基础上，该机械臂的第一位置信息可包括机械臂的各个关节的第一位置信息。

具体地，机器人到达工作位置后，首先可控制机器臂进行运动，使得机械臂运动至该预设坐标系，即机械臂运动至第一位置信息对应的位置，此时，机器人上的相机对识别标签图像进行拍摄，即可获得识别标签图像。

在获得识别标签图像基础上，本方案可根据识别标签图像计算相机与识别标签的位姿。其中，根据识别标签图像计算相机与识别标签的位姿的方式与前文描述的计算模板位姿的方式类似，具体可为根据标签图像的尺寸信息、预先标定的相机内参以及识别标签图像的像素，通过三维位姿估计算法计算相机与识别标签的位姿。

在获得相机与识别标签的位姿基础上，本方案根据相机与识别标签的位姿与模板位姿的位姿差异确定机械臂的更新用户坐标系。其中，该更新用户坐标系包含有机械臂的更新位置信息。

作为一种可能的实施方式，由于复合机器人的定位精度低，通常存在2-3cm的误差，因此，当复合机器人到达工作位置时，其机械臂虽然运动到预设坐标系，但由于复合机器人的定位偏差，会造成相机与工作位置的识别标签的位置存在偏差，因此，本方案可根据相机与识别标签的位姿与模板位姿的位姿差异确定机械臂的移动位姿，然后根据机械臂的移动位姿控制机械臂进行运动，使得相机与识别标签的位姿变化为模板位姿，在机械臂运动完成后，根据机械臂的工具中心点和机械臂的更新位置信息构建该更新坐标系。

上述方式可通过如下举例进行说明：例如，假设相机设置在机械臂上，相机与识别标签的模板位姿为相机在识别标签的正上方20cm处，然而，由于复合机器人的定位误差，使得在工作位置停止后，相机与识别标签相对于模板位姿往左偏了2cm，在此基础上，本方案则控制机械臂带动相机往右移动2cm，使得相机与识别标签的位姿为模板位姿，即相机在识别标签的正上方20cm处，在移动完成后，根据机械臂的工具中心点和机械臂的更新位置信息构建该更新坐标系。

作为另一种可能的实施方式，复合机器人的定位不稳定，大部分情况下定位误差较大，即2-3cm，但偶尔存在定位误差较小或定位误差基本不存在的情况下，在此基础上，本方案可首先计算相机与识别标签的位姿与模板位姿的位姿差异，然后判断位姿差异是否大于预设位姿差异阈值，若判定位姿差异大于预设位姿差异阈值，则说明复合机器人的定位误差较大，在此基础上，本方案采用前文描述的方式构建更新坐标系；若位姿差异小于或等于预设位姿差异阈值，则说明复合机器人的定位误差较小或定位误差基本不存在，从而直接将该预设坐标系作为更新坐标系，即不对机械臂进行移动。

其中，相机与识别标签的三维位姿一般通过三维坐标的方式进行表示，在此基础上，前文描述的计算相机与识别标签的位姿与模板位姿的差异可通过计算三维坐标的差异即可得到位姿差异。

本方案在确定出机械臂的更新坐标系后，获取预存的多个运动示教位姿点位，从而根据多个运动示教位姿点位和更新用户坐标系，控制机器人进行运动。具体地，本方案可控制机械臂在更新坐标系下运动至多个运动示教位姿点位，从而实现机器人的运动。

例如，前文举例的基于机械臂完成一个工艺材料送料的示教过程依次得到的多个送料示教位姿点位，在此基础上，则控制机器人的机械臂在更新坐标系下，依次基于多个送料示教位姿点位进行运动，从而自动完成工艺材料的送料。

上述设计的机器人运动控制方法，本方案首先获取机器人的相机拍摄获得的识别标签图像，然后根据识别标签图像计算相机与识别标签的位姿，与相机和识别标签的模板位姿进行比较，再根据相机与识别标签的位姿和模板位姿的位姿差异，确定机械臂的更新坐标系，从而对机械臂的位置进行更新，使得机械臂更新后的位置能够使得相机与识别标签达到模板位姿，从而通过相机与识别标签的位姿与模板位姿的差异对机器人的机械臂的位置进行修正，进而避免机器人的定位精度偏差带来的机械臂位置的偏差，从而提高机器人的机械臂的操作运动精度，最后再通过预存的多个运动示教位姿点位来控制机器人进行运动，从而借助机器人示教的精度，进一步提高机器人操作运动的精度，从而解决复合机器人定位精度低导致操作精度低而难以满足高精度生产工艺需求的问题，提高复合机器人的操作运动精度，进而使得复合机器人能够适用于高精度生产工艺需求，提高复合机器人的适用性。

图3出示了本申请提供一种机器人运动控制装置的示意性结构框图，应理解，该装置与图1中执行的方法实施例对应，能够执行前述的方法涉及的步骤，该装置具体的功能可以参见上文中的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。该装置包括至少一个能以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器中或固化在装置的操作***(operating system，OS)中的软件功能模块。具体地，该装置包括：获取模块300、计算模块310、确定模块320以及控制模块330；获取模块300，用于获取机器人的相机拍摄的识别标签图像，其中，识别标签图像为机械臂运动至预设坐标系后相机对识别标签进行拍摄获得的图像，预设坐标系标定有相机与识别标签为模板位姿时，机械臂的第一位置信息；计算模块310，用于根据识别标签图像，计算相机与识别标签的位姿；确定模块320，用于根据相机与识别标签的位姿和模板位姿的位姿差异，确定机械臂的更新坐标系，其中，更新坐标系包括机械臂的更新位置信息；获取模块300，还用于获取预存的多个运动示教位姿点位；控制模块330，用于根据多个运动示教位姿点位和更新坐标系，控制机器人进行运动。

上述设计的机器人运动控制装置，本方案首先获取机器人的相机拍摄获得的识别标签图像，然后根据识别标签图像计算相机与识别标签的位姿，与相机和识别标签的模板位姿进行比较，再根据相机与识别标签的位姿和模板位姿的位姿差异，确定机械臂的更新坐标系，从而对机械臂的位置进行更新，使得机械臂更新后的位置能够使得相机与识别标签达到模板位姿，从而通过相机与识别标签的位姿与模板位姿的差异对机器人的机械臂的位置进行修正，进而避免机器人的定位精度偏差带来的机械臂位置的偏差，从而提高机器人的机械臂的操作运动精度，最后再通过预存的多个运动示教位姿点位来控制机器人进行运动，从而借助机器人示教的精度，进一步提高机器人操作运动的精度，从而解决复合机器人定位精度低导致操作精度低而难以满足高精度生产工艺需求的问题，提高复合机器人的操作运动精度，进而使得复合机器人能够适用于高精度生产工艺需求，提高复合机器人的适用性。

在本实施例的可选实施方式中，该确定模块320，具体用于计算相机与识别标签的位姿与模板位姿的位姿差异；判断位姿差异是否大于预设位姿差异阈值；若判定位姿差异小于或等于预设位姿差异阈值，则确定预设坐标系为更新坐标系。

在本实施例的可选实施方式中，该确定模块320，还具体用于计算相机与识别标签的位姿与模板位姿的位姿差异；判断位姿差异是否大于预设位姿差异阈值；若判定位姿差异大于预设位姿差异阈值，则根据位姿差异确定机械臂的移动位姿；根据移动位姿控制机械臂进行运动，以使相机与识别标签的位姿变化至模板位姿；在机械臂运动完成后，根据机械臂的工具中心点和机械臂的更新位置信息，构建更新坐标系。

在本实施例的可选实施方式中，该确定模块320，还具体用于根据位姿差异确定机械臂的移动位姿；根据机械臂的移动位姿控制机械臂进行运动，以使相机与识别标签的位姿变化至模板位姿；在机械臂运动完成后，根据机械臂的工具中心点和机械臂的更新位置信息，构建更新坐标系。

在本实施例的可选实施方式中，该计算模块310，具体用于获取标签图像的尺寸信息以及预先标定的相机内参；根据标签图像的尺寸信息、预先标定的相机内参以及识别标签图像，计算相机与识别标签的位姿。

在本实施例的可选实施方式中，控制模块330，具体用于控制机械臂在更新坐标系下运动至多个运动示教位姿点位。

在本实施例的可选实施方式中，该获取模块300，还用于获取识别标签模板图像；其中，识别标签模板图像为识别标签完全暴露在相机视野中，并且识别标签在相机视野的目标位置的图像；该计算模块310，还用于根据识别标签模板图像计算相机与识别标签的三维位姿，获得模板位姿。

在本实施例的可选实施方式中，该装置还包括构建模块340，用于在相机与识别标签为模板位姿时，根据机械臂的工具中心点和机械臂的位置信息构建预设坐标系并存储；示教模块350，用于以预设坐标系为基准，对机械臂进行运动示教，并存储运动示教过程中的多个运动示教位姿点位。

根据本申请的一些实施例，如图4所示，本申请提供一种电子设备4，包括：处理器401和存储器402，处理器401和存储器402通过通信总线403和/或其他形式的连接机构(未标出)互连并相互通讯，存储器402存储有处理器401可执行的计算机程序，当计算设备运行时，处理器401执行该计算机程序，以执行时执行前述实现方式中执行的方法，例如步骤S100到步骤S140：获取机器人的相机拍摄的识别标签图像；根据识别标签图像，计算相机与识别标签的位姿；根据相机与识别标签的位姿和模板位姿的位姿差异，确定机械臂的更新坐标系；获取预存的多个运动示教位姿点位；根据多个运动示教位姿点位和更新坐标系，控制机器人进行运动。

本申请提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行前述执行的方法。

其中，存储介质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(Static Random Access Memory,简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory,简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Red-Only Memory,简称PROM)，只读存储器(Read-OnlyMemory,简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

本申请提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行前述的方法。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (12)

1.一种机器人运动控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取机器人的相机拍摄的识别标签图像，其中，所述识别标签图像为所述机械臂运动至预设坐标系后所述相机对识别标签进行拍摄获得的图像，所述预设坐标系标定有所述相机与识别标签为模板位姿时，所述机械臂的第一位置信息；

根据所述识别标签图像，计算所述相机与识别标签的位姿；

根据所述相机与识别标签的所述位姿和模板位姿的位姿差异，确定所述机械臂的更新坐标系，其中，所述更新坐标系包括机械臂的更新位置信息；

获取预存的多个运动示教位姿点位；

根据所述多个运动示教位姿点位和所述更新坐标系，控制所述机器人进行运动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述相机与识别标签的所述位姿和模板位姿的位姿差异，确定所述机械臂的更新坐标系，包括：

计算所述相机与识别标签的所述位姿与模板位姿的位姿差异；

判断所述位姿差异是否大于预设位姿差异阈值；

若判定所述位姿差异小于或等于预设位姿差异阈值，则确定所述预设坐标系为所述更新坐标系。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述相机与识别标签的所述位姿和模板位姿的位姿差异，确定所述机械臂的更新坐标系，包括：

计算所述相机与识别标签的位姿与模板位姿的位姿差异；

判断所述位姿差异是否大于预设位姿差异阈值；

若判定所述位姿差异大于预设位姿差异阈值，则根据所述位姿差异确定所述机械臂的移动位姿；

根据所述移动位姿控制所述机械臂进行运动，以使所述相机与识别标签的位姿变化至所述模板位姿；

在所述机械臂运动完成后，根据所述机械臂的工具中心点和所述机械臂的更新位置信息，构建所述更新坐标系。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述相机与识别标签的所述位姿和模板位姿的位姿差异，确定所述机械臂的更新坐标系，包括：

根据所述位姿差异确定所述机械臂的移动位姿；

根据所述机械臂的移动位姿控制所述机械臂进行运动，以使所述相机与识别标签的位姿变化至所述模板位姿；

在所述机械臂运动完成后，根据所述机械臂的工具中心点和所述机械臂的更新位置信息，构建所述更新坐标系。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述识别标签图像计算所述相机与识别标签的位姿，包括：

获取标签图像的尺寸信息以及预先标定的相机内参；

根据所述标签图像的尺寸信息、预先标定的相机内参以及所述识别标签图像，计算所述相机与识别标签的位姿。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个运动示教位姿点位和所述更新坐标系，控制所述机器人进行运动，包括：

控制所述机械臂在所述更新坐标系下运动至所述多个运动示教位姿点位。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述获取机器人的相机拍摄的识别标签图像之前，所述方法还包括：

获取识别标签模板图像；其中，所述识别标签模板图像为所述识别标签完全暴露在所述相机视野中，并且所述识别标签在所述相机视野的目标位置的图像；

根据所述识别标签模板图像计算所述相机与识别标签的三维位姿，获得所述模板位姿。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在获得所述模板位姿后，所述方法还包括：

在所述相机与识别标签为模板位姿时，根据所述机械臂的工具中心点和所述机械臂的位置信息构建所述预设坐标系并存储；

以所述预设坐标系为基准，对所述机械臂进行运动示教，并存储运动示教过程中的所述多个运动示教位姿点位。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述运动示教包括取料示教、送料示教或对接示教中的任意一种。

10.一种机器人运动控制装置，其特征在于，所述装置包括：获取模块、计算模块、确定模块以及控制模块；

所述获取模块，用于获取机器人的相机拍摄的识别标签图像，其中，所述识别标签图像为所述机械臂运动至预设坐标系后所述相机对识别标签进行拍摄获得的图像，所述预设坐标系标定有所述相机与识别标签为模板位姿时，所述机械臂的第一位置信息；

所述计算模块，用于根据所述识别标签图像，计算所述相机与识别标签的位姿；

所述确定模块，用于根据所述相机与识别标签的所述位姿和模板位姿的位姿差异，确定所述机械臂的更新坐标系，其中，所述更新坐标系包括机械臂的更新位置信息；

所述获取模块，还用于获取预存的多个运动示教位姿点位；

所述控制模块，用于根据所述多个运动示教位姿点位和所述更新坐标系，控制所述机器人进行运动。

11.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至9中任一项所述的方法。

12.一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权利要求1至9中任一项所述的方法。

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