CN117109435A - 一种机器人对准方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

一种机器人对准方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN117109435A
CN117109435A CN202311056736.6A CN202311056736A CN117109435A CN 117109435 A CN117109435 A CN 117109435A CN 202311056736 A CN202311056736 A CN 202311056736A CN 117109435 A CN117109435 A CN 117109435A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pose data
target
pose
alignment
robot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202311056736.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117109435B (zh
Inventor
叶根
刘立波
李纪庆
姚欣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Natong Medical Robot Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Natong Medical Robot Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Natong Medical Robot Technology Co ltd filed Critical Beijing Natong Medical Robot Technology Co ltd
Priority to CN202311056736.6A priority Critical patent/CN117109435B/zh
Publication of CN117109435A publication Critical patent/CN117109435A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117109435B publication Critical patent/CN117109435B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本公开提供了一种机器人对准方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：基于目标位姿数据、固定对准位姿数据以及目标工具位姿数据，确定第一位姿数据，将第一位姿数据转换为六维位姿数据，基于预设自由度约束条件和六维位姿数据，确定目标对准位姿数据，并控制目标工具移动至目标对准位姿数据对应的位姿。可见，本公开实施例通过将目标工具相对于固定对准点的六维位姿数据中与预设自由度约束条件对应的自由度的数值设置为预设阈值的方式，确定目标对准位姿数据，以基于该目标对准位姿数据控制目标工具移动至目标对准位姿数据对应的位姿，丰富了机器人的对准方法，提升用户的使用体验。

Description

一种机器人对准方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本公开涉及数据处理领域，尤其涉及一种机器人对准方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
机器人对准过程是指机器人接收到导航模块发送的固定对准位姿数据后，将机器人末端连接的目标工具移动至固定对准位姿数据对应的位姿的过程。
但是，目前的机器人对准方法较单一，不能满足用户的使用需求，因此，如何丰富机器人的对准方法，提升用户的使用体验，是目前亟需解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种机器人对准方法。
第一方面，本公开提供了一种机器人对准方法，所述方法包括：
获取目标位姿数据、固定对准位姿数据以及目标工具位姿数据；其中，所述目标位姿数据用于表征目标对象相对于机器人的基座的位姿，所述目标对象为所述机器人对应的操作对象，所述固定对准位姿数据用于表征固定对准点相对于所述目标对象的位姿，所述目标工具位姿数据用于表征目标工具相对于所述机器人的基座的位姿，所述目标工具连接在所述机器人的末端；
基于所述目标位姿数据、所述固定对准位姿数据以及所述目标工具位姿数据，确定第一位姿数据；其中，所述第一位姿数据用于表征所述目标工具相对于所述固定对准点的位姿；
将所述第一位姿数据转换为六维位姿数据；
基于预设自由度约束条件和所述六维位姿数据，确定目标对准位姿数据，并控制所述目标工具移动至所述目标对准位姿数据对应的位姿；其中，所述预设自由度约束条件用于将所述六维位姿数据中与所述预设自由度约束条件对应的自由度的数值设置为预设阈值，所述目标对准位姿数据用于表征目标对准点相对于机器人基座的位姿。
一种可选的实施方式中，所述基于所述目标位姿数据、所述固定对准位姿数据以及所述目标工具位姿数据，确定第一位姿数据，包括：
将所述目标位姿数据和所述目标工具位姿数据进行坐标系转换，得到第二位姿数据；其中，所述第二位姿数据用于表征所述目标工具相对于所述目标对象的位姿；
将所述固定对准位姿数据和所述第二位姿数据进行坐标系转换，得到第一位姿数据。
一种可选的实施方式中，所述基于预设自由度约束条件和所述六维位姿数据，确定目标对准位姿数据，包括：
将所述六维位姿数据中与预设自由度约束条件对应的自由度的数值设置为预设阈值，得到目标六维位姿数据；
基于所述目标六维位姿数据，确定目标对准位姿数据。
一种可选的实施方式中，所述基于所述目标六维位姿数据，确定目标对准位姿数据，包括：
将所述目标六维数据进行齐次转换，得到第三位姿数据；其中，所述第三位姿数据用于表征目标对准点相对于固定对准点的位姿；
将所述目标位姿数据、所述固定对准位姿数据以及所述第三位姿数据进行坐标系转换，得到目标对准位姿数据。
一种可选的实施方式中，所述预设阈值为0。
一种可选的实施方式中，所述机器人包括骨科手术机器人。
一种可选的实施方式中，所述机器人对准方法应用于切割平面操作和/或打孔操作中。
第二方面，本公开提供了一种机器人对准装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取目标位姿数据、固定对准位姿数据以及目标工具位姿数据；其中，所述目标位姿数据用于表征目标对象相对于机器人的基座的位姿，所述目标对象为所述机器人对应的操作对象，所述固定对准位姿数据用于表征固定对准点相对于所述目标对象的位姿，所述目标工具位姿数据用于表征目标工具相对于所述机器人的基座的位姿，所述目标工具连接在所述机器人的末端；
第一确定模块，用于基于所述目标位姿数据、所述固定对准位姿数据以及所述目标工具位姿数据，确定第一位姿数据；其中，所述第一位姿数据用于表征所述目标工具相对于所述固定对准点的位姿；
转换模块，用于将所述第一位姿数据转换为六维位姿数据；
第二确定模块，用于基于预设自由度约束条件和所述六维位姿数据，确定目标对准位姿数据；
控制模块，用于控制所述目标工具移动至所述目标对准位姿数据对应的位姿；其中，所述预设自由度约束条件用于将所述六维位姿数据中与所述预设自由度约束条件对应的自由度的数值设置为预设阈值，所述目标对准位姿数据用于表征目标对准点相对于机器人基座的位姿。
第三方面，本公开提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备实现上述的方法。
第四方面，本公开提供了一种机器人对准设备，包括：存储器，处理器，及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述的方法。
第五方面，本公开提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序/指令，所述计算机程序/指令被处理器执行时实现上述的方法。
本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比至少具有如下优点：
首先获取目标位姿数据、固定对准位姿数据以及目标工具位姿数据，其中，目标位姿数据用于表征目标对象相对于机器人的基座的位姿，目标对象为机器人对应的操作对象，固定对准位姿数据用于表征固定对准点相对于目标对象的位姿，目标工具位姿数据用于表征目标工具相对于机器人的基座的位姿，目标工具连接在机器人的末端，然后基于目标位姿数据、固定对准位姿数据以及目标工具位姿数据，确定第一位姿数据，其中，第一位姿数据用于表征目标工具相对于固定对准点的位姿，将第一位姿数据转换为六维位姿数据，基于预设自由度约束条件和六维位姿数据，确定目标对准位姿数据，并控制目标工具移动至目标对准位姿数据对应的位姿，其中，预设自由度约束条件用于将六维位姿数据中与预设自由度约束条件对应的自由度的数值设置为预设阈值，目标对准位姿数据用于表征目标对准点相对于机器人基座的位姿。
可见，本公开实施例通过将目标工具相对于固定对准点的六维位姿数据中与预设自由度约束条件对应的自由度的数值设置为预设阈值的方式，确定目标对准位姿数据，以基于该目标对准位姿数据控制目标工具移动至目标对准位姿数据对应的位姿，丰富了机器人的对准方法，提升用户的使用体验。
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，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施例提供的一种机器人对准方法的流程图；
图2为本公开实施例提供的一种机器人对准的平面示意图；
图3为本公开实施例提供的一种机器人对准装置的结构示意图；
图4为本公开实施例提供的一种机器人对准设备的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
为了丰富机器人的对准方法，以提升用户的使用体验，本公开实施例提供了一种机器人对准方法。
具体地，首先获取目标位姿数据、固定对准位姿数据以及目标工具位姿数据，其中，目标位姿数据用于表征目标对象相对于机器人的基座的位姿，目标对象为机器人对应的操作对象，固定对准位姿数据用于表征固定对准点相对于目标对象的位姿，目标工具位姿数据用于表征目标工具相对于机器人的基座的位姿，目标工具连接在机器人的末端，然后基于目标位姿数据、固定对准位姿数据以及目标工具位姿数据，确定第一位姿数据，其中，第一位姿数据用于表征目标工具相对于固定对准点的位姿，将第一位姿数据转换为六维位姿数据，基于预设自由度约束条件和六维位姿数据，确定目标对准位姿数据，并控制目标工具移动至目标对准位姿数据对应的位姿，其中，预设自由度约束条件用于将六维位姿数据中与预设自由度约束条件对应的自由度的数值设置为预设阈值，目标对准位姿数据用于表征目标对准点相对于机器人基座的位姿。
可见，本公开实施例通过将目标工具相对于固定对准点的六维位姿数据中与预设自由度约束条件对应的自由度的数值设置为预设阈值的方式，确定目标对准位姿数据，以基于该目标对准位姿数据控制目标工具移动至目标对准位姿数据对应的位姿，丰富了机器人的对准方法，提升用户的使用体验。
基于此，本公开实施例提供了一种机器人对准方法，参考图1，为本公开实施例提供的一种机器人对准方法的流程图，该方法包括：
S101：获取目标位姿数据、固定对准位姿数据以及目标工具位姿数据。
其中，目标位姿数据用于表征目标对象相对于机器人的基座的位姿，目标对象为机器人对应的操作对象，固定对准位姿数据用于表征固定对准点相对于目标对象的位姿，目标工具位姿数据用于表征目标工具相对于机器人的基座的位姿，目标工具连接在机器人的末端。
本公开实施例中，机器人对准方法可以应用于切割平面操作和/或打孔操作中，相应地，机器人可以为骨科手术机器人。
为便于理解，本公开实施例以机器人为骨科手术机器人为例进行介绍。
相应地，目标对象可以为骨头。
本公开实施例中，目标位姿数据可以为骨头(即目标对象)相对于机器人的基座的位姿，具体地，目标位姿数据可以使用变换矩阵表示，变换矩阵为一个4×4的矩阵，表征了骨头(即目标对象)相对于机器人的基座的位置和姿态信息。
其中，变换矩阵分为两个部分，即旋转矩阵和平移矩阵。
旋转矩阵为3×3的正交矩阵，表示骨头(即目标对象)相对于机器人的基座的旋转姿态；平移矩阵为1×3的矩阵，表示骨头(即目标对象)相对于机器人的基座的位置。
为便于理解，以rTb表示目标位姿数据，表示骨头(即目标对象)相对于机器人的基座的位姿数据，其中，r表示机器人的基座，b表示骨头(即目标对象)，T表示变换矩阵。
固定对准位姿数据以及目标工具位姿数据也可以通过变换矩阵表示。
具体地，以bTfix_a表示固定对准位姿数据，表示固定对准点相对于骨头(即目标对象)的位姿，其中，b表示骨头(即目标对象)，fix_a表示固定对准点，T表示变换矩阵。
以rTcur_t表示目标工具位姿数据，表示目标工具相对于机器人的基座的位姿，其中，r表示机器人的基座，cur_t表示目标工具，T表示变换矩阵。
本公开实施例中，目标工具位姿数据对应的位姿可以是与目标对象皮肤组织不干涉的任一位姿，通过该目标工具位姿数据确定的目标对准位姿数据对应的位姿，可以降低与目标对象皮肤组织产生干涉的概率。
本公开另一实施例中，目标工具位姿数据对应的位姿还可以是距离骨科手术机器人入刀位姿较近的位姿，通过该目标工具位姿数据确定的目标对准位姿数据对应的位姿，可以提升骨科手术机器人的磨削效率。
S102：基于目标位姿数据、固定对准位姿数据以及目标工具位姿数据，确定第一位姿数据。
其中，第一位姿数据用于表征目标工具相对于固定对准点的位姿。
一种可选的实施方式中，将目标位姿数据和目标工具位姿数据进行坐标系转换，得到第二位姿数据，将固定对准位姿数据和第二位姿数据进行坐标系转换，得到第一位姿数据。
其中，第二位姿数据用于表征目标工具相对于目标对象的位姿。
以bTcur_t表示第二位姿数据，表示目标工具相对于骨头(即目标对象)的位姿，其中，b表示骨头(即目标对象)，cur_t表示目标工具，T表示变换矩阵。
具体地，第二位姿数据:
其中，b表示骨头(即目标对象)，cur_t表示目标工具，r表示机器人的基座，T表示变换矩阵。
以fix_aTcur_t表示第一位姿数据，表示目标工具相对于固定对准点的位姿，其中，fix_a表示固定对准点，cur_t表示目标工具，T表示变换矩阵。
具体地，第一位姿数据
其中，fix_a表示固定对准点，cur_t表示目标工具，b表示骨头(即目标对象)，fix_a表示固定对准点，T表示变换矩阵。
S103：将第一位姿数据转换为六维位姿数据。
本公开实施例中，六维位姿数据为第一位姿数据的六维表示，其中，六维位姿数据中包括三个平移自由度数据和三个旋转自由度数据。
具体地，以{X,Y,Z,Rx,Ry,Rz}表示第一位姿数据对应的六维位姿数据。
其中，X：表示目标工具相对于固定对准点在固定对准坐标系下的X轴上的平移距离。
Y：表示目标工具相对于固定对准点在固定对准坐标系下的Y轴上的平移距离。
Z：表示目标工具相对于固定对准点在固定对准坐标系下的Z轴上的平移距离。
Rx：表示目标工具相对于固定对准点绕固定对准坐标系的X轴旋转的角度。
Ry：表示目标工具相对于固定对准点绕固定对准坐标系的Y轴旋转的角度。
Rz：表示目标工具相对于固定对准点绕固定对准坐标系的Z轴旋转的角度。
其中，固定对准坐标系对应于固定对准位姿数据。
S104：基于预设自由度约束条件和六维位姿数据，确定目标对准位姿数据，并控制目标工具移动至目标对准位姿数据对应的位姿。
其中，预设自由度约束条件用于将六维位姿数据中与预设自由度约束条件对应的自由度的数值设置为预设阈值，目标对准位姿数据用于表征目标对准点相对于机器人基座的位姿。
本公开实施例中，预设阈值可以基于需求进行设定，本公开实施例在此不做任何限定。
一种可选的实施方式中，预设阈值可以设置为0。
本公开实施例中，在确定六维位姿数据之后，根据预设自由度约束条件，将六维位姿数据中与预设自由度约束条件对应的自由度的数值设置为0，进而确定目标对准位姿数据，并控制目标工具移动至目标对准位姿数据对应的位姿。
一种可选的实施方式中，在确定六维位姿数据之后，将六维位姿数据中与预设自由度约束条件对应的自由度的数值设置为预设阈值，得到目标六维位姿数据，再基于目标六维位姿数据，确定目标对准位姿数据。
为便于理解，以目标工具为摆据片，以机器人控制摆据片切割平面操作为例，参考图2，为本公开实施例提供的一种机器人对准的平面示意图。
如图2所示，骨坐标系对应于目标位姿数据，机器人的基座的坐标系对应于机器人的基座的位姿数据，目标工具坐标系对应于目标工具位姿数据，目标对准坐标系对应于目标对准位姿数据，固定对准坐标系对应于固定对准位姿数据。
继续以{X,Y,Z,Rx,Ry,Rz}表示第一位姿数据对应的六维位姿数据为例进行介绍。
具体地，固定对准坐标系的原点位于磨削平面上，X2坐标轴垂直于磨削平面，机器人需要带动摆据片，将摆据片上固连的目标工具坐标系移动至和目标对准坐标系重合，由此，机器人对准完成便可开始磨削流程，控制摆据片在磨削平面内运动，完成平面截骨。
具体地，在确定六维位姿数据之后，目标六维位姿数据的确定过程如下所述：
预设自由度约束条件可以为，距离目标工具位姿数据对应的位姿最近，且在固定对准坐标系X2轴的法平面上。即六维位姿数据中与预设自由度约束条件对应的自由度X，Ry，Rz的数值均设置为0，相应地，目标六维位姿数据为{0,Y,Z,Rx,0,0}，再基于目标六维位姿数据确定目标对准位姿数据。
具体地，通过上述预设自由度约束条件确定的目标对准位姿数据对应的位姿，与目标工具位姿数据对应的位姿距离最近，并且在固定对准坐标系x轴的法平面上，因此，机器人在对准过程中的移动量是最少的，从而减少了对准过程中与目标对象产生碰撞的概率。
另外，目标工具还可以为磨头，相应地，机器人可以控制磨头进行打孔操作，具体地，针对机器人控制磨头打孔操作的场景可以与上述机器人控制摆据片切割平面操作相似，具体参见针对机器人控制摆据片切割平面操作的描述。
在确定目标六维位姿数据之后，一种可选的实施方式中，将目标六维数据进行齐次转换，得到第三位姿数据，将目标位姿数据、固定对准位姿数据以及第三位姿数据进行坐标系转换，得到目标对准位姿数据。
其中，第三位姿数据用于表征目标对准点相对于固定对准点的位姿。
本公开实施例中，在确定目标六维数据之后，将目标六维数据进行齐次转换，即转换为变换矩阵的形式。
以fix_aTclose_a表示第三位姿数据，表示目标对准点相对于固定对准点的位姿，其中，fix_a表示固定对准点，close_a表示目标对准点，T表示变换矩阵。
以rTclose_a表示目标对准位姿数据，表示目标对准点相对于机器人基座的位姿，其中，r表示机器人的基座，close_a表示目标对准点，T表示变换矩阵。
具体地，rTclose_a＝rTb*bTfix_a*fix_aTclose_a
其中，rTb表示目标位姿数据，即骨头(即目标对象)相对于机器人的基座的位姿数据。
bTfix_a表示固定对准位姿数据，即固定对准点相对于骨头(即目标对象)的位姿。
fix_aTclose_a表示第三位姿数据，即目标对准点相对于固定对准点的位姿。
本公开实施例中，在确定目标对准位姿数据之后，控制目标工具移动至目标对准位姿数据对应的位姿，进而实现机器人的对准。
本公开实施例提供的机器人对准方法中，首先获取目标位姿数据、固定对准位姿数据以及目标工具位姿数据，其中，目标位姿数据用于表征目标对象相对于机器人的基座的位姿，目标对象为机器人对应的操作对象，固定对准位姿数据用于表征固定对准点相对于目标对象的位姿，目标工具位姿数据用于表征目标工具相对于机器人的基座的位姿，目标工具连接在机器人的末端，然后基于目标位姿数据、固定对准位姿数据以及目标工具位姿数据，确定第一位姿数据，其中，第一位姿数据用于表征目标工具相对于固定对准点的位姿，将第一位姿数据转换为六维位姿数据，基于预设自由度约束条件和六维位姿数据，确定目标对准位姿数据，并控制目标工具移动至目标对准位姿数据对应的位姿，其中，预设自由度约束条件用于将六维位姿数据中与预设自由度约束条件对应的自由度的数值设置为预设阈值，目标对准位姿数据用于表征目标对准点相对于机器人基座的位姿。
可见，本公开实施例通过将目标工具相对于固定对准点的六维位姿数据中与预设自由度约束条件对应的自由度的数值设置为预设阈值的方式，确定目标对准位姿数据，以基于该目标对准位姿数据控制目标工具移动至目标对准位姿数据对应的位姿，丰富了机器人的对准方法，提升用户的使用体验。
基于上述方法实施例，本公开还提供了一种机器人对准装置，参考图3，为本公开实施例提供的一种机器人对准装置的结构示意图，所述装置包括：
获取模块301，用于获取目标位姿数据、固定对准位姿数据以及目标工具位姿数据；其中，所述目标位姿数据用于表征目标对象相对于机器人的基座的位姿，所述目标对象为所述机器人对应的操作对象，所述固定对准位姿数据用于表征固定对准点相对于所述目标对象的位姿，所述目标工具位姿数据用于表征目标工具相对于所述机器人的基座的位姿，所述目标工具连接在所述机器人的末端；
第一确定模块302，用于基于所述目标位姿数据、所述固定对准位姿数据以及所述目标工具位姿数据，确定第一位姿数据；其中，所述第一位姿数据用于表征所述目标工具相对于所述固定对准点的位姿；
转换模块，用于将所述第一位姿数据转换为六维位姿数据；
第二确定模块303，用于基于预设自由度约束条件和所述六维位姿数据，确定目标对准位姿数据；
控制模块304，用于控制所述目标工具移动至所述目标对准位姿数据对应的位姿；其中，所述预设自由度约束条件用于将所述六维位姿数据中与所述预设自由度约束条件对应的自由度的数值设置为预设阈值，所述目标对准位姿数据用于表征目标对准点相对于机器人基座的位姿。
一种可选的实施方式中，所述第一确定模块302包括：
第一转换子模块，用于将所述目标位姿数据和所述目标工具位姿数据进行坐标系转换，得到第二位姿数据；其中，所述第二位姿数据用于表征所述目标工具相对于所述目标对象的位姿；
第二转换子模块，用于将所述固定对准位姿数据和所述第二位姿数据进行坐标系转换，得到第一位姿数据。
一种可选的实施方式中，所述第二确定模块303包括：
第一确定子模块，用于将所述六维位姿数据中与预设自由度约束条件对应的自由度的数值设置为预设阈值，得到目标六维位姿数据；
第二确定子模块，用于基于所述目标六维位姿数据，确定目标对准位姿数据。
一种可选的实施方式中，所述第二确定子模块包括：
第三转换子模块，用于将所述目标六维数据进行齐次转换，得到第三位姿数据；其中，所述第三位姿数据用于表征目标对准点相对于固定对准点的位姿；
第四转换子模块，用于将所述目标位姿数据、所述固定对准位姿数据以及所述第三位姿数据进行坐标系转换，得到目标对准位姿数据。
一种可选的实施方式中，所述预设阈值为0。
一种可选的实施方式中，所述机器人包括骨科手术机器人。
一种可选的实施方式中，所述机器人对准方法应用于切割平面操作和/或打孔操作中。
本公开实施例提供的机器人对准装置中，首先获取目标位姿数据、固定对准位姿数据以及目标工具位姿数据，其中，目标位姿数据用于表征目标对象相对于机器人的基座的位姿，目标对象为机器人对应的操作对象，固定对准位姿数据用于表征固定对准点相对于目标对象的位姿，目标工具位姿数据用于表征目标工具相对于机器人的基座的位姿，目标工具连接在机器人的末端，然后基于目标位姿数据、固定对准位姿数据以及目标工具位姿数据，确定第一位姿数据，其中，第一位姿数据用于表征目标工具相对于固定对准点的位姿，将第一位姿数据转换为六维位姿数据，基于预设自由度约束条件和六维位姿数据，确定目标对准位姿数据，并控制目标工具移动至目标对准位姿数据对应的位姿，其中，预设自由度约束条件用于将六维位姿数据中与预设自由度约束条件对应的自由度的数值设置为预设阈值，目标对准位姿数据用于表征目标对准点相对于机器人基座的位姿。
可见，本公开实施例通过将目标工具相对于固定对准点的六维位姿数据中与预设自由度约束条件对应的自由度的数值设置为预设阈值的方式，确定目标对准位姿数据，以基于该目标对准位姿数据控制目标工具移动至目标对准位姿数据对应的位姿，丰富了机器人的对准方法，提升用户的使用体验。
除了上述方法和装置以外，本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备实现本公开实施例所述的机器人对准方法。
本公开实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序/指令，所述计算机程序/指令被处理器执行时实现本公开实施例所述的机器人对准方法。
另外，本公开实施例还提供了一种机器人对准设备，参见图4所示，可以包括：
处理器401、存储器402、输入装置403和输出装置404。机器人对准设备中的处理器401的数量可以一个或多个，图4中以一个处理器为例。在本公开的一些实施例中，处理器401、存储器402、输入装置403和输出装置404可通过总线或其它方式连接，其中，图4中以通过总线连接为例。
存储器402可用于存储软件程序以及模块，处理器401通过运行存储在存储器402的软件程序以及模块，从而执行机器人对准设备的各种功能应用以及数据处理。存储器402可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序等。此外，存储器402可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。输入装置403可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与机器人对准设备的用户设置以及功能控制有关的信号输入。
具体在本实施例中，处理器401会按照如下的指令，将一个或一个以上的应用程序的进程对应的可执行文件加载到存储器402中，并由处理器401来运行存储在存储器402中的应用程序，从而实现上述机器人对准设备的各种功能。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种机器人对准方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标位姿数据、固定对准位姿数据以及目标工具位姿数据；其中，所述目标位姿数据用于表征目标对象相对于机器人的基座的位姿，所述目标对象为所述机器人对应的操作对象，所述固定对准位姿数据用于表征固定对准点相对于所述目标对象的位姿，所述目标工具位姿数据用于表征目标工具相对于所述机器人的基座的位姿，所述目标工具连接在所述机器人的末端；
基于所述目标位姿数据、所述固定对准位姿数据以及所述目标工具位姿数据，确定第一位姿数据；其中，所述第一位姿数据用于表征所述目标工具相对于所述固定对准点的位姿；
将所述第一位姿数据转换为六维位姿数据；
基于预设自由度约束条件和所述六维位姿数据，确定目标对准位姿数据，并控制所述目标工具移动至所述目标对准位姿数据对应的位姿；其中，所述预设自由度约束条件用于将所述六维位姿数据中与所述预设自由度约束条件对应的自由度的数值设置为预设阈值，所述目标对准位姿数据用于表征目标对准点相对于机器人基座的位姿。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标位姿数据、所述固定对准位姿数据以及所述目标工具位姿数据，确定第一位姿数据，包括：
将所述目标位姿数据和所述目标工具位姿数据进行坐标系转换，得到第二位姿数据；其中，所述第二位姿数据用于表征所述目标工具相对于所述目标对象的位姿；
将所述固定对准位姿数据和所述第二位姿数据进行坐标系转换，得到第一位姿数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预设自由度约束条件和所述六维位姿数据，确定目标对准位姿数据，包括：
将所述六维位姿数据中与预设自由度约束条件对应的自由度的数值设置为预设阈值，得到目标六维位姿数据；
基于所述目标六维位姿数据，确定目标对准位姿数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标六维位姿数据，确定目标对准位姿数据，包括：
将所述目标六维数据进行齐次转换，得到第三位姿数据；其中，所述第三位姿数据用于表征目标对准点相对于固定对准点的位姿；
将所述目标位姿数据、所述固定对准位姿数据以及所述第三位姿数据进行坐标系转换，得到目标对准位姿数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设阈值为0。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机器人包括骨科手术机器人。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机器人对准方法应用于切割平面操作和/或打孔操作中。
8.一种机器人对准装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取目标位姿数据、固定对准位姿数据以及目标工具位姿数据；其中，所述目标位姿数据用于表征目标对象相对于机器人的基座的位姿，所述目标对象为所述机器人对应的操作对象，所述固定对准位姿数据用于表征固定对准点相对于所述目标对象的位姿，所述目标工具位姿数据用于表征目标工具相对于所述机器人的基座的位姿，所述目标工具连接在所述机器人的末端；
第一确定模块，用于基于所述目标位姿数据、所述固定对准位姿数据以及所述目标工具位姿数据，确定第一位姿数据；其中，所述第一位姿数据用于表征所述目标工具相对于所述固定对准点的位姿；
转换模块，用于将所述第一位姿数据转换为六维位姿数据；
第二确定模块，用于基于预设自由度约束条件和所述六维位姿数据，确定目标对准位姿数据；
控制模块，用于控制所述目标工具移动至所述目标对准位姿数据对应的位姿；其中，所述预设自由度约束条件用于将所述六维位姿数据中与所述预设自由度约束条件对应的自由度的数值设置为预设阈值，所述目标对准位姿数据用于表征目标对准点相对于机器人基座的位姿。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种机器人对准设备，其特征在于，包括：存储器，处理器，及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
CN202311056736.6A 2023-08-21 2023-08-21 一种机器人对准方法、装置、设备及存储介质 Active CN117109435B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311056736.6A CN117109435B (zh) 2023-08-21 2023-08-21 一种机器人对准方法、装置、设备及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311056736.6A CN117109435B (zh) 2023-08-21 2023-08-21 一种机器人对准方法、装置、设备及存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117109435A true CN117109435A (zh) 2023-11-24
CN117109435B CN117109435B (zh) 2024-05-28

Family

ID=88808554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311056736.6A Active CN117109435B (zh) 2023-08-21 2023-08-21 一种机器人对准方法、装置、设备及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117109435B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016147327A (ja) * 2015-02-10 2016-08-18 ファナック株式会社 位置及び姿勢の変換演算機能を備えたワーク取出しロボットシステム、及びワーク取出し方法
CN109199586A (zh) * 2018-11-09 2019-01-15 山东大学 一种激光截骨手术机器人***及其路径规划方法
WO2022237787A1 (zh) * 2021-05-10 2022-11-17 武汉联影智融医疗科技有限公司 机器人定位和位姿调整方法和***
CN116439788A (zh) * 2023-04-18 2023-07-18 北京纳通医用机器人科技有限公司 末端工具的运动控制方法、装置、设备及存储介质

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016147327A (ja) * 2015-02-10 2016-08-18 ファナック株式会社 位置及び姿勢の変換演算機能を備えたワーク取出しロボットシステム、及びワーク取出し方法
CN109199586A (zh) * 2018-11-09 2019-01-15 山东大学 一种激光截骨手术机器人***及其路径规划方法
WO2022237787A1 (zh) * 2021-05-10 2022-11-17 武汉联影智融医疗科技有限公司 机器人定位和位姿调整方法和***
CN116439788A (zh) * 2023-04-18 2023-07-18 北京纳通医用机器人科技有限公司 末端工具的运动控制方法、装置、设备及存储介质

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孔祥战 等: "颌骨重建手术机器人定位精度分析与误差补偿", 北京理工大学学报, vol. 36, no. 12, 31 December 2016 (2016-12-31), pages 1248 - 1252 *
孔祥战;段星光;王永贵;赵洪华;郭传;: "颌骨重建手术机器人定位精度分析与误差补偿", 北京理工大学学报, no. 12, 15 December 2016 (2016-12-15) *
段星光;高亮;李建玺;王永贵;李浩源;郭艳君;: "颅颌面外科手术机器人空间配准及实验", 机器人, vol. 40, no. 01, 15 January 2018 (2018-01-15), pages 64 - 71 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN117109435B (zh) 2024-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113768640B (zh) 一种确定机械臂工作位姿的方法和装置
CN108621152B (zh) 控制***、控制器以及控制方法
CN112528434B (zh) 信息识别方法、装置、电子设备和存储介质
CN111539074A (zh) 一种工件加工数据处理方法与装置
CN117109435B (zh) 一种机器人对准方法、装置、设备及存储介质
CN117001662B (zh) 一种机械臂控制方法、装置、设备及存储介质
CN113787518B (zh) 一种机器人末端姿态控制方法、装置、设备及存储介质
CN112959327B (zh) 机器人运动控制方法、***、电子设备及存储介质
CN116922384B (zh) 机械臂控制方法、装置、设备及存储介质
CN113814988A (zh) 7自由度srs型机械臂逆解的解析方法、装置及电子设备
CN117338336A (zh) 一种颈动脉超声扫描方法、装置、设备及存储介质
CN111275662B (zh) 基于二维码的工件定位方法、装置、设备和存储介质
CN115741666A (zh) 机器人手眼标定方法、机器人及机器人作业方法
CN112936294B (zh) 一种机器人轨迹插补方法、装置及相关组件
CN113997059A (zh) 一种压缩机工件装配方法、装置、***及存储介质
CN110253538B (zh) 运动数据存储和机器人控制方法、设备、***及存储介质
WO2020147347A1 (zh) 控制设备、控制***和控制方法
US20210109498A1 (en) Parameter setting device and parameter setting system for machine tool
CN108044621B (zh) 一种计算机可读存储介质和应用该介质的机器人
CN118051025A (zh) 一种机床极坐标转换控制方法、***、装置及存储介质
CN117798938B (zh) 一种多关节机器人非奇异评价控制方法及装置
CN112926158B (zh) 一种工业机械设计场景下基于参数微调的通用设计方法
CN117754588A (zh) 用于rtka的机械臂位置确定方法、装置、设备及存储介质
CN117644507B (zh) 协作机器人运动方法、装置及存储介质
JP2001154719A (ja) 自由曲線補間方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant