用于校准机器人用激光位移传感器的装置和方法与流程

1.本公开的实施例总体上涉及工业机器人领域，并且更具体地涉及用于校准机器人用激光位移传感器的装置和方法。


背景技术：

2.随着工业信息技术和智能制造的发展，工业机器人被广泛用于许多制造应用中，例如焊接、喷涂和对象的组装。激光位移传感器因结构简单、无接触测量、测量速度快、测量精度高，而在工业机器人中应用越来越广泛。
3.典型地，激光位移传感器安装在机器人凸缘上或其附近，以便测量距待处理对象的距离。通过与机器人运动相结合，这种附加的位移感测可用于识别对象相对于机器人坐标系的位置和取向。
4.激光位移传感器在使用前需要校准。也就是说，在使用激光位移传感器来检测对象之前，需要获得激光位移传感器和机器人凸缘之间的相对位置关系，从而可以将所测量的距离精确地转换成机器人坐标系中的位置。一方面，需要预先确定激光位移传感器相对于机器人凸缘的取向。另一方面，需要确定激光位移传感器的虚拟工具中心点和机器人凸缘的工具中心点之间的相对位置。
5.鉴于以上所述，需要一种简单且精确的方法，以用于校准激光位移传感器和机器人凸缘之间的相对位置关系。


技术实现要素：

6.本公开的示例性实施例提供了用于校准机器人用激光位移传感器的解决方案。
7.在本公开的第一方面中，本公开的示例性实施例提供了一种用于校准机器人用激光位移传感器的装置。所述装置包括：辅助对象，所述辅助对象被布置在所述机器人的工作空间中或由所述机器人保持，并且包括适于由所述激光位移传感器检测的平坦表面，其中当所述辅助对象布置在所述机器人的工作空间中时，所述激光位移传感器被布置在所述机器人的机器人凸缘上或附近，并且当所述辅助对象由所述机器人保持时，所述激光位移传感器布置在所述机器人的工作空间中的固定位置处；以及控制器，被配置为：基于来自所述激光位移传感器的检测结果确定所述辅助对象的所述平坦表面上的特征点；使所述激光位移传感器以相同的角度和不同的距离多次指向所述特征点，以获得所述激光位移传感器的取向；使激光位移传感器以不同角度和相同距离多次指向特征点，以得到激光位移传感器与机器人之间的相对位置关系。
8.在一些实施例中，使激光位移传感器以相同的角度和不同的距离多次指向特征点以获得激光位移传感器的取向包括：使机器人移动，使得激光位移传感器以相同的角度和不同的距离多次指向特征点；记录机器人凸缘的第一工具中心点的第一多个位置；以及基于所述第一工具中心点的所述第一多个位置确定所述激光位移传感器的取向。
9.在一些实施例中，当辅助对象被布置在机器人的工作空间中时，激光位移传感器
的取向由激光位移传感器相对于机器人凸缘的取向表示，并且当辅助对象由机器人保持时，激光位移传感器的取向由激光位移传感器相对于机器人坐标系的取向表示。
10.在一些实施例中，使激光位移传感器以不同的角度和相同的距离多次指向特征点以获得激光位移传感器和机器人之间的相对位置关系包括：使机器人移动，使得激光位移传感器以不同的角度和相同的距离多次指向特征点；记录第一工具中心点的第二多个位置以及机器人凸缘的相应取向；以及基于所述第一工具中心点的所述第二多个位置和所述机器人凸缘的相应取向来确定所述激光位移传感器与所述机器人之间的相对位置关系。
11.在一些实施例中，当辅助对象被布置在机器人的工作空间中时，激光位移传感器和机器人之间的相对位置关系由激光位移传感器的第二工具中心点和机器人凸缘的第一工具中心点之间的相对位置关系表示，并且其中当辅助对象由机器人保持时，激光位移传感器和机器人之间的相对位置关系由激光位移传感器的第二工具中心点和机器人坐标系之间的相对位置关系表示。
12.在一些实施例中，所述控制器被配置成通过以下方式确定所述特征点：使所述机器人移动，使得所述激光位移传感器在平行于所述辅助对象的所述平坦表面的方向上扫描所述辅助对象；响应于所述激光位移传感器的检测结果的突然变化，确定检测到所述平坦表面的边缘点，以找到所述平坦表面的至少三个边缘点；以及基于所述平坦表面的所述至少三个边缘点确定所述平坦表面的中心作为所述特征点。
13.在一些实施例中，控制器还被配置为在激光位移传感器在平行于辅助对象的平坦表面的方向上扫描辅助对象之前确定平坦表面的姿态。
14.在一些实施例中，控制器被配置成通过以下方式来确定平坦表面的姿态：使所述激光位移传感器以相同的角度和相同的距离指向所述平面上的三个或更多个点；记录所述机器人凸缘的第一工具中心点对应于所述平面上的所述三个或更多个点的第三多个位置；以及基于所述第一工具中心点的所述第三多个位置确定所述平坦表面的姿态。
15.在一些实施例中，使激光位移传感器以相同的角度和不同的距离多次指向特征点包括：使激光位移传感器以相同的角度和不同的距离两次指向特征点。
16.在一些实施例中，使激光位移传感器以不同角度和相同距离多次指向特征点包括：使所述激光位移传感器以不同的角度和相同的距离指向所述特征点至少四次。
17.在一些实施例中，所述相对位置关系是通过单点约束来确定的。
18.在一些实施例中，辅助对象的平坦表面为圆形。
19.在一些实施例中，辅助对象是圆柱形或倒截锥形。
20.在一些实施例中，辅助对象的平坦表面具有三角形或矩形形状。
21.在一些实施例中，控制器还被配置为确定平坦表面相对于机器人坐标系的水平取向。
22.在本公开的第二方面中，本公开的示例性实施例提供了一种用于校准机器人用激光位移传感器的方法。方法包括：基于来自所述激光位移传感器的检测结果确定辅助对象的平坦表面上的特征点，所述辅助对象被布置在所述机器人的工作空间中或由所述机器人保持，并且所述平坦表面适于由所述激光位移传感器检测，其中当所述辅助对象布置在所述机器人的工作空间中时，所述激光位移传感器布置在所述机器人的机器人凸缘上或附近，并且当所述辅助对象由所述机器人保持时，所述激光位移传感器布置在所述机器人的
工作空间中的固定位置处；使所述激光位移传感器以相同的角度和不同的距离多次指向所述特征点，以获得所述激光位移传感器的取向；以及使所述激光位移传感器以不同的角度和相同的距离多次指向所述特征点，以获得所述激光位移传感器和所述机器人之间的相对位置关系。
23.在一些实施例中，使激光位移传感器以相同的角度和不同的距离多次指向特征点以获得激光位移传感器的取向包括：使机器人移动，使得激光位移传感器以相同的角度和不同的距离多次指向特征点；记录机器人凸缘的第一工具中心点的第一多个位置；以及基于所述第一工具中心点的所述第一多个位置确定所述激光位移传感器的取向。
24.在一些实施例中，当辅助对象被布置在机器人的工作空间中时，激光位移传感器的取向由激光位移传感器相对于机器人凸缘的取向表示，并且当辅助对象由机器人保持时，激光位移传感器的取向由激光位移传感器相对于机器人坐标系的取向表示。
25.在一些实施例中，使激光位移传感器以不同的角度和相同的距离多次指向特征点以获得激光位移传感器和机器人之间的相对位置关系包括：使机器人移动，使得激光位移传感器以不同的角度和相同的距离多次指向特征点；记录第一工具中心点的第二多个位置以及机器人凸缘的相应取向；以及基于所述第一工具中心点的所述第二多个位置和所述机器人凸缘的相应取向来确定所述激光位移传感器与所述机器人之间的相对位置关系。
26.在一些实施例中，当辅助对象被布置在机器人的工作空间中时，激光位移传感器和机器人之间的相对位置关系由激光位移传感器的第二工具中心点和机器人凸缘的第一工具中心点之间的相对位置关系表示，并且其中当辅助对象由机器人保持时，激光位移传感器和机器人之间的相对位置关系由激光位移传感器的第二工具中心点和机器人坐标系之间的相对位置关系表示。
27.在一些实施例中，确定特征点包括：使所述机器人移动，使得所述激光位移传感器在平行于所述辅助对象的所述平坦表面的方向上扫描所述辅助对象；响应于所述激光位移传感器的检测结果的突然变化，确定检测到所述平坦表面的边缘点，以找到所述平坦表面的至少三个边缘点；以及基于所述平坦表面的所述至少三个边缘点确定所述平坦表面的中心作为所述特征点。
28.在一些实施方案中，所述方法进一步包括：在所述激光位移传感器在平行于所述辅助对象的所述平坦表面的方向上扫描所述辅助对象之前确定所述平坦表面的姿态。
29.在一些实施例中，确定平坦表面的姿态包括：使所述激光位移传感器以相同的角度和相同的距离指向所述平面上的三个或更多个点；记录所述机器人凸缘的第一工具中心点对应于所述平面上的所述三个或更多个点的第三多个位置；以及基于所述第一工具中心点的所述第三多个位置确定所述平坦表面的姿态。
30.在一些实施例中，使激光位移传感器以相同的角度和不同的距离多次指向特征点包括：使激光位移传感器以相同的角度和不同的距离两次指向特征点。
31.在一些实施例中，使激光位移传感器以不同角度和相同距离多次指向特征点包括：使所述激光位移传感器以不同的角度和相同的距离指向所述特征点至少四次。
32.在一些实施例中，所述相对位置关系是通过单点约束来确定的。
33.在一些实施例中，辅助对象的平坦表面为圆形。
34.在一些实施例中，辅助对象是圆柱形或倒截锥形。
35.在一些实施例中，辅助对象的平坦表面具有三角形或矩形形状。
36.在一些实施方案中，所述方法进一步包括：确定所述平坦表面相对于机器人坐标系的水平取向。
37.在本公开的第三方面中，本公开的示例实施例提供了一种计算机可读介质，其上存储有指令，当指令在至少一个处理器上执行时，使所述至少一个处理器执行根据本公开的第二方面的方法。
38.根据本公开的各种实施例，激光位移传感器和机器人之间的相对位置关系可以被预先精确地确定。此外，上述实施例可以以自动方式实现而无需任何人工干预，因此校准过程简单且可靠。
附图说明
39.通过以下参照附图的详细描述，本文公开的示例性实施例的上述和其他目的，特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例而非限制的方式示出本文公开的若干示例实施例，其中：
40.图1示出了根据本公开的实施例的配备有激光位移传感器的机器人的示意图；
41.图2示出了根据本公开的实施例的辅助对象的示意图；
42.图3示出了根据本公开的实施例的用于校准机器人用激光位移传感器的装置的示意图；
43.图4示出根据本公开的实施例的用于确定辅助对象的平坦表面的姿态的示例性过程；
44.图5示出了根据本公开的实施例的用于确定平坦表面上的特征点的示例性过程；
45.图6示出了根据本公开的实施例的用于确定激光位移传感器相对于机器人凸缘的取向的示例性过程；
46.图7示出根据本公开的实施例的用于确定激光位移传感器的第二工具中心点与机器人凸缘的第一工具中心点之间的相对位置关系的示例性过程；
47.图8示出了根据本公开的另一实施例的辅助对象的示意图；以及
48.图9是根据本公开的实施例的用于校准机器人用激光位移传感器的方法的流程图。
49.在整个附图中，相同或相似的附图标记用于表示相同或相似的元件。
具体实施方式
50.现在将参考附图中示出的几个示例实施例来描述本公开的原理。尽管在附图中示出了本公开的示例性实施例，但是应当理解，描述这些实施例仅是为了便于本领域技术人员更好地理解并由此实现本公开，而不是以任何方式限制本公开的范围。
51.术语“包括”或“包含”及其变体应被解读为开放式术语，其意指“包括但不限于”。术语“或”应被解读为“和/或”，除非上下文另外明确指出。术语“基于”应被理解为“至少部分地基于”。术语“可操作地”是指可以通过由用户或外部机构引起的操作来实现的功能、动作、运动或状态。术语“一个实施例”和“实施例”应被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”应被理解为“至少一个其它实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指不同或相同的对
象。其它明确和隐含的定义可以包括在下面。除非上下文另外明确指出，否则术语的定义在整个说明书中是一致的。
52.除非另外规定或限制，术语“安装”，“连接”，“支撑”和“耦合”及其变化形式广泛使用且涵盖直接和间接安装、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。在下面的描述中，相同的附图标记和标号用于描述附图中相同、相似或相应的部分。其它明确和隐含的定义可以包括在下面。
53.为了描述的目的，将参考图1来提供实施例的工作环境的一般描述。图1示出了根据本公开的实施例的配备有激光位移传感器2的机器人1的示意图。如图1所示，激光位移传感器2安装在机器人凸缘10上，用于测量待处理对象(未示出)和激光位移传感器2之间的距离。机器人凸缘10用于安装端部工具(未示出)，例如焊接工具、喷涂工具或夹持工具，并具有第一工具中心点tcp0。机器人凸缘10的姿态由第一横向方向x0和第一垂直方向z0表示。激光位移传感器2具有第二工具中心点tcp。第二工具中心点tcp可以是激光位移传感器2上的点或离激光位移传感器2预定距离的预定点。激光位移传感器2的姿态由第二横向方向x和第二垂直方向z表示。
54.在其它实施例中，激光位移传感器2可以设置在机器人1上靠近机器人凸缘10的其它位置，而不是直接设置在机器人凸缘10上。通过这样的布置，激光位移传感器2仍然可以精确地获得距待处理对象的距离。应当理解，激光位移传感器2的安装位置并不限于本发明。
55.在使用之前，需要校准激光位移传感器2。具体地，在使用激光位移传感器2来检测对象之前，需要获得激光位移传感器2和机器人凸缘10之间的相对位置关系，从而可以将测量的距离转换成机器人坐标系中的位置。一方面，需要预先确定激光位移传感器2相对于机器人凸缘10的取向。另一方面，需要确定激光位移传感器2的第二工具中心点tcp与机器人凸缘10的第一工具中心点tcp0之间的相对位置。
56.为了校准激光位移传感器2，在机器人1的工作空间中提供辅助对象3。图2示出了根据本公开的实施例的辅助对象3的示意图。如图2所示，辅助对象3包括适于由激光位移传感器2检测的平坦表面30。平坦表面30具有边缘31。辅助对象3通常为圆柱形，平坦表面30为圆形。辅助对象3的姿势可以由沿着辅助对象3的中心轴的方向zc表示。
57.图3示出了根据本公开的实施例的用于校准激光位移传感器2的装置的示意图。如图所示，该装置包括如图2所示的辅助对象3和控制器4。辅助对象3布置在机器人1的工作空间中。即，辅助对象3可以布置在机器人1可到达的任何位置。机器人1和激光位移传感器2可以在控制器4的控制下被驱动移动。由激光位移传感器2发射的光束可以被引导到辅助对象3的平坦表面30上的任何位置，例如点p0，然后被平坦表面30反射回激光位移传感器2。这样，可以获得激光位移传感器2和平坦表面30之间的距离。
58.在下文中，将参考图4-图7描述该装置的示例操作，其中未示出控制器4，以避免模糊这些图。
59.在本公开的实施例中，辅助对象3可以布置在机器人1的工作空间中的任何位置。在一些情况下，需要首先确定辅助对象3的平坦表面30的姿势和位置。
60.图4示出了根据本公开的实施例的用于确定辅助对象3的平坦表面30的姿态的示例性过程。如图4所示，控制器4使激光位移传感器2以相同的角度和相同的距离(d1＝d2＝
d3)指向平坦表面30上的三个点p1、p2、p3。点p1、p2、p3是非共线的。因此，控制器4记录对应于点p1、p2、p3的第一工具中心点tcp0的三个位置tcp0_7、tcp0_8、tcp0_9。由于点p1、p2、p3由激光位移传感器2以相同的角度和相同的距离照射，由第一工具中心点tcp0的位置tcp0_7、tcp0_8、tcp0_9确定的平面平行于平坦表面30。因此，基于第一工具中心点tcp0的位置tcp0_7、tcp0_8、tcp0_9，控制器4可以确定平坦表面30的姿态。
61.在其它实施例中，控制器4可以使激光位移传感器2以相同的角度和相同的距离指向平坦表面30上的三个以上的点。同样，控制器4可以记录第一工具中心点tcp0的相应位置，并基于第一工具中心点tcp0的位置确定平坦表面30的姿态。
62.在一些实施例中，辅助对象3可以布置在与机器人1相同的地板平面上。在这种情况下，平坦表面30的姿态本身是已知的，并且不再需要确定。
63.图5示出了根据本公开的实施例的用于确定平坦表面30上的特征点的示例性过程。如图5所示，控制器4可以基于平坦表面30的姿态使激光位移传感器2平行于辅助对象3的平坦表面30移动。响应于来自激光位移传感器2的检测结果的突然变化，控制器4可以确定检测到平坦表面30的边缘31处的边缘点。检测结果的突然变化意味着检测结果的变化超过预定阈值。
64.在一个实施例中，激光位移传感器2可以首先在第一方向s1上移动并且找到平坦表面30的两个边缘点p4、p5。然后，激光位移传感器2从边缘点p4和p5之间的中点p9沿垂直于第一方向s1的第二方向s2移动，并找到平坦表面30的另两个边缘点p6、p7。然后，控制器4可以将边缘点p6和p7之间的中点(即，平坦表面30的中心p8)确定为特征点。
65.在一些实施例中，激光位移传感器2可以扫描平坦表面30的边缘31处的三个边缘点。众所周知，三个非共线点确定一个圆。因此，控制器4也可以基于这三个边缘点找到平坦表面30的中心p8。应当理解，控制器4可以基于平坦表面30的边缘31处的至少三个边缘点来确定平坦表面30的中心p8。
66.在本公开的实施例中，特征点用作用于确定激光位移传感器2和机器人凸缘10之间的相对位置关系的参考点。应当理解，在一些实施例中，特征点可以是平坦表面30上除中心p8之外的点。
67.图6示出了根据本公开的实施例的用于确定激光位移传感器2相对于机器人凸缘10的取向的示例性过程。如图所示，控制器4使激光位移传感器2以相同的角度和不同的距离两次指向特征点(即平坦表面30的中心p8)，并记录第一工具中心点tcp0的两个相应位置tcp0_1、tcp0_2。由于激光位移传感器2以相同的角度和不同的距离指向特征点，连接第一工具中心点tcp0的两个位置tcp0_1和tcp0_2的线将平行于激光位移传感器2的光束。因此，可以基于第一工具中心点tcp0的两个位置tcp0_1、tcp0_2来确定激光位移传感器2相对于机器人凸缘10的取向，即光束相对于方向z0的取向。
68.在一些实施例中，控制器4可使激光位移传感器2以相同的角度和不同的距离指向特征点超过两次，并记录第一工具中心点tcp0的相应位置。然后，控制器4可以基于第一工具中心点tcp0的位置确定激光位移传感器2相对于机器人凸缘10的取向。
69.图7示出根据本公开的实施例的用于确定激光位移传感器2的第二工具中心点tcp与机器人凸缘10的第一工具中心点tcp0之间的相对位置关系的示例性过程。如图7所示，控制器4使激光位移传感器2以不同的角度和相同的距离指向特征点(即平坦表面30的中心
p8)四次，并记录第一工具中心点tcp0的相应位置tcp0_3、tcp0_4、tcp0_5、tcp0_6和机器人凸缘10的相应取向。然后，控制器4可以基于第一工具中心点tcp0的位置tcp0_3、tcp0_4、tcp0_5、tcp0_6和机器人凸缘10的相应取向在4点校准方法中、通过单点约束来确定第二工具中心点tcp和第一工具中心点tcp0之间的相对位置关系。4点校准方法是用于机器人的tcp校准的常规方法，这里不再详细描述。
70.在一些实施例中，控制器4可以以其他方式确定第二工具中心点tcp与第一工具中心点tcp0之间的相对位置关系。例如，控制器4可以使激光位移传感器2以不同的角度和相同的距离多次(例如，多于四次)指向特征点，并记录第一工具中心点tcp0的相应位置和机器人凸缘10的相应取向。然后，控制器4可以基于第一工具中心点tcp0的位置和机器人凸缘10的相应取向确定第二工具中心点tcp0和第一工具中心点tcp0之间的相对位置关系。
71.图8示出了根据本公开的另一实施例的辅助对象3的示意图。图8所示的辅助对象3为倒截锥形。利用这种布置，可以通过激光位移传感器2更可靠地检测平坦表面30的边缘31处的边缘点。因此，平坦表面30上的特征点的检测将更加精确。
72.应当理解，辅助对象3的形状并不旨在限于如上所述的实施例，只要辅助对象3设置有适于由激光位移传感器2检测的平面。例如，在一些实施例中，辅助对象3可以是三棱柱形状或立方体形状。特征点可以是辅助对象3的平坦表面上的任何点，并且可以在与图3-5类似的过程中确定。
73.根据本发明的各种实施例，激光位移传感器2和机器人凸缘10之间的相对位置关系可以在使用机器人1之前精确地预先确定。此外，上述实施例可以以自动方式实现而无需任何人工干预，因此校准过程简单且可靠。
74.在一些实施例中，激光位移传感器2可以布置在机器人1的工作空间中的固定位置处。与上述设置在机器人凸缘10上或附近的激光位移传感器2类似，设置在固定位置的激光位移传感器2也需要在使用之前进行校准。具体地，在使用激光位移传感器2来检测对象之前，需要获得激光位移传感器2和机器人坐标系之间的相对位置关系，从而可以将测量的距离转换成机器人坐标系中的位置。一方面，需要预先确定激光位移传感器2相对于机器人坐标系的取向。另一方面，需要确定激光位移传感器2的第二工具中心点tcp与机器人坐标系之间的相对位置。
75.为了校准布置在机器人1的工作空间中的固定位置处的激光位移传感器2，如上所述的辅助对象3可以由机器人1保持并且可以在控制器4的控制下被驱动移动。通过调节辅助对象3，由激光位移传感器2发射的光束可以被引导到辅助对象3的平坦表面30上。因此，布置在机器人1的工作空间中的固定位置处的激光位移传感器2可以以与布置在机器人凸缘10上或附近的激光位移传感器2类似的过程来校准。例如，控制器4可以基于来自激光位移传感器2的检测结果来确定辅助对象3的平坦表面30上的特征点。控制器4可以使机器人1移动，使得激光位移传感器2以相同的角度和不同的距离多次指向特征点，以获得激光位移传感器2相对于机器人坐标系的取向。控制器4可以使机器人1移动，使得激光位移传感器2以不同的角度和相同的距离多次指向特征点，以获得激光位移传感器2和机器人坐标系之间的相对位置关系。
76.此外，可以以与上述类似的方式确定平坦表面30的特征点和姿态。这里不再详细描述确定平坦表面30的姿态和特征点的过程。
77.图9是根据本公开的实施例的用于校准机器人用激光位移传感器的方法的流程图。方法900可以由例如如上面关于图2-8所述的用于校准激光位移传感器2的装置来执行。
78.在框910处，基于来自激光位移传感器2的检测结果确定辅助对象3的平坦表面30上的特征点。辅助对象3布置在机器人1的工作空间中或由机器人1保持。平坦表面30适于由激光位移传感器2检测。当辅助对象3布置在机器人1的工作空间中时，激光位移传感器2布置在机器人1的机器人凸缘10上或其附近。当机器人1保持辅助对象3时，激光位移传感器2布置在机器人1的工作空间中的固定位置。
79.在框920处，使激光位移传感器2以相同的角度和不同的距离多次指向特征点，以获得激光位移传感器2的取向。
80.在框930处，使激光位移传感器2以不同的角度和相同的距离多次指向特征点，以获得激光位移传感器2和机器人1之间的相对位置关系。
81.在一些实施例中，使激光位移传感器2以相同的角度和不同的距离多次指向特征点以获得激光位移传感器2的取向包括：使机器人1移动，使得激光位移传感器2以相同的角度和不同的距离多次指向特征点；记录机器人凸缘10的第一工具中心点tcp0的第一多个位置tcp0_1、tcp0_2；以及基于第一工具中心点tcp0的第一多个位置tcp0_1、tcp0_2确定激光位移传感器2的取向。
82.在一些实施例中，当辅助对象3布置在机器人1的工作空间中时，激光位移传感器2的取向由激光位移传感器2相对于机器人凸缘10的取向表示，并且当辅助对象3由机器人1保持时，激光位移传感器2的取向由激光位移传感器2相对于机器人坐标系的取向表示。
83.在一些实施例中，使激光位移传感器2以不同的角度和相同的距离多次指向特征点以获得激光位移传感器2和机器人1之间的相对位置关系包括：使机器人1移动，使得激光位移传感器2以不同的角度和相同的距离多次指向特征点；记录该第一工具中心点tcp0的第二多个位置tcp0_3、tcp0_4、tcp0_5、tcp0_6以及机器人凸缘10的相应取向；以及基于第一工具中心点tcp0的第二多个位置tcp0_3、tcp0_4、tcp0_5、tcp0_6和机器人凸缘10的相应取向确定激光位移传感器2和机器人1之间的相对位置关系。
84.在一些实施例中，当辅助对象3布置在机器人1的工作空间中时，激光位移传感器2和机器人1之间的相对位置关系由激光位移传感器2的第二工具中心点tcp和机器人凸缘10的第一工具中心点tcp0之间的相对位置关系表示，并且当辅助对象3由机器人1保持时，激光位移传感器2和机器人1之间的相对位置关系由激光位移传感器2的第二工具中心点tcp和机器人坐标系之间的相对位置关系表示。
85.在一些实施例中，确定所述特征点包括：使机器人1移动，使得激光位移传感器2在平行于辅助对象3的平坦表面30的方向上扫描辅助对象3；响应于来自激光位移传感器2的检测结果的突然变化，确定检测到平坦表面30的边缘点，以找到平坦表面30的至少三个边缘点p4、p5，p6、p7；以及基于平坦表面30的至少三个边缘点p4、p5，p6、p7确定平坦表面30的中心p8作为特征点。
86.在一些实施例中，所述方法进一步包括：在激光位移传感器2在平行于辅助对象3的平坦表面30的方向上扫描辅助对象3之前，确定平坦表面30的姿态。
87.在一些实施例中，确定平坦表面30的姿态包括：使激光位移传感器2以相同的角度和相同的距离指向平坦表面30上的三个或更多个点p1、p2、p3；记录对应于平坦表面30上的
三个或更多个点p1、p2、p3的第一工具中心点tcp0的第三多个位置tcp0_7、tcp0_8、tcp0_9；以及基于第一工具中心点tcp0的第三多个位置tcp0_7、tcp0_8、tcp0_9确定平坦表面30的姿态。
88.在一些实施例中，使激光位移传感器2以相同的角度和不同的距离多次指向特征点包括：使激光位移传感器2以相同的角度和不同的距离两次指向特征点。
89.在一些实施例中，使激光位移传感器2以不同角度和相同距离多次指向特征点包括：使激光位移传感器2以不同的角度和相同的距离指向特征点四次。
90.在一些实施例中，相对位置关系是通过单点约束(single constraint)来确定的。
91.在一些实施例中，辅助对象3的平坦表面30为圆形。
92.在一些实施例中，辅助对象3是圆柱形或倒截锥形。
93.在一些实施例中，辅助对象3的平坦表面30具有三角形或矩形形状。
94.在本公开的一些实施例中，提供了一种用于校准机器人用激光位移传感器的计算机可读介质。所述计算机可读介质具有存储在其上的指令，当在至少一个处理器上执行所述指令时，所述指令可以使至少一个处理器执行如前面段落中所述的用于校准机器人用激光位移传感器的方法，并且在下文中将省略其细节。
95.虽然在此已经描述和示出了若干发明实施例，但是本领域的普通技术人员将容易地想到用于执行在此描述的功能和/或获得结果和/或一个或多个优点的多种其他手段和/或结构，并且这些变化和/或修改中的每一个被认为是在在此描述的发明实施例的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易理解，本文描述的所有参数，尺寸，材料和构造都是示例性的，并且实际的参数，尺寸，材料和/或构造将取决于使用本发明教导的具体应用。本领域技术人员将认识到或能够仅使用常规实验确定本文所述的具体发明实施方案的许多等同物。因此，应当理解，前述实施例仅以示例的方式呈现，并且在所附权利要求及其等同物的范围内，可以以不同于具体描述和要求保护的方式来实践本发明的实施例。本公开的发明实施例涉及本文所述的每个单独特征、系统、制品、材料、套件和/或方法。此外，两个或更多个这样的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法的任何组合，如果这样的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法不相互矛盾，则包括在本公开的发明范围内。