技术特征：
1.一种用于校准机器人(1)用激光位移传感器(2)的装置，所述装置包括：辅助对象(3)，被布置在所述机器人(1)的工作空间中或由所述机器人(1)保持并且包括适于由所述激光位移传感器(2)检测的平坦表面(30)，其中当所述辅助对象(3)被布置在所述机器人(1)的工作空间中时，所述激光位移传感器(2)被布置在所述机器人(1)的机器人凸缘(10)上或附近，并且当所述辅助对象(3)由所述机器人(1)保持时，所述激光位移传感器(2)被布置在所述机器人(1)的工作空间中的固定位置处；以及控制器(4)，被配置为：基于来自所述激光位移传感器(2)的检测结果确定所述辅助对象(3)的所述平坦表面(30)上的特征点；使所述激光位移传感器(2)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(2)的取向；以及使所述激光位移传感器(2)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(2)和所述机器人(1)之间的相对位置关系。2.根据权利要求1所述的装置，其中使所述激光位移传感器(2)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(2)的取向包括：使所述机器人(1)移动，使得所述激光位移传感器(2)以相同的角度和不同的距离多次指向所述特征点；记录所述机器人凸缘(10)的第一工具中心点(tcp0)的第一多个位置(tcp0_1、tcp0_2)；以及基于所述第一工具中心点(tcp0)的所述第一多个位置(tcp0_1、tcp0_2)来确定所述激光位移传感器(2)的取向。3.根据权利要求2所述的装置，其中当所述辅助对象(3)被布置在所述机器人(1)的工作空间中时，所述激光位移传感器(2)的取向由所述激光位移传感器(2)相对于所述机器人凸缘(10)的取向来表示，并且其中当所述辅助对象(3)由所述机器人(1)保持时，所述激光位移传感器(2)的取向由所述激光位移传感器(2)相对于机器人坐标系的取向来表示。4.根据权利要求2所述的装置，其中使所述激光位移传感器(2)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(2)和所述机器人(1)之间的相对位置关系包括：使所述机器人(1)移动，使得所述激光位移传感器(2)以不同的角度和相同的距离多次指向所述特征点；记录所述第一工具中心点(tcp0)的第二多个位置(tcp0_3、tcp0_4、tcp0_5、tcp0_6)以及所述机器人凸缘(10)的相应取向；以及基于所述第一工具中心点(tcp0)的所述第二多个位置(tcp0_3、tcp0_4、tcp0_5、tcp0_6)和所述机器人凸缘(10)的相应取向来确定所述激光位移传感器(2)和所述机器人(1)之间的相对位置关系。5.根据权利要求4所述的装置，其中当所述辅助对象(3)被布置在所述机器人(1)的所述工作空间中时，所述激光位移传感器(2)与所述机器人(1)之间的所述相对位置关系由所述激光位移传感器(2)的第二工具中心点(tcp)与所述机器人凸缘(10)的所述第一工具中
心点(tcp0)之间的相对位置关系表示，并且其中当所述辅助对象(3)由所述机器人(1)保持时，所述激光位移传感器(2)与所述机器人(1)之间的相对位置关系由所述激光位移传感器(2)的所述第二工具中心点(tcp)与机器人坐标系之间的相对位置关系表示。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器(4)被配置成通过以下方式来确定所述特征点：使所述机器人(1)移动，使得所述激光位移传感器(2)在平行于所述辅助对象(3)的所述平坦表面(30)的方向上扫描所述辅助对象(3)；响应于来自所述激光位移传感器(2)的检测结果的突然变化，确定检测到所述平坦表面(30)的边缘点，以找到所述平坦表面(30)的至少三个边缘点(p4、p5、p6、p7)；以及基于所述平坦表面(30)的所述至少三个边缘点(p4、p5、p6、p7)，确定所述平坦表面(30)的中心(p8)作为所述特征点。7.根据权利要求6所述的装置，其中所述控制器(4)还被配置为在所述激光位移传感器(2)在平行于所述辅助对象(3)的所述平坦表面(30)的方向上扫描所述辅助对象(3)之前确定所述平坦表面(30)的姿态。8.根据权利要求7所述的装置，其中所述控制器(4)被配置成通过以下方式来确定所述平坦表面(30)的所述姿态：使所述激光位移传感器(2)以相同的角度和相同的距离指向所述平坦表面(30)上的三个或更多个点(p1、p2、p3)；记录所述机器人凸缘(10)的第一工具中心点(tcp0)的对应于所述平坦表面(30)上的所述三个或更多个点(p1、p2、p3)的第三多个位置(tcp0_7、tcp0_8、tcp0_9)；以及基于所述第一工具中心点(tcp0)的所述第三多个位置(tcp0_7、tcp0_8、tcp0_9)，确定所述平坦表面(30)的所述姿态。9.根据权利要求1所述的装置，其中使所述激光位移传感器(2)以相同的角度和不同的距离多次指向所述特征点包括：使所述激光位移传感器(2)以相同的角度和不同的距离两次指向所述特征点。10.根据权利要求1所述的装置，其中使所述激光位移传感器(2)以不同角度和相同距离多次指向所述特征点包括：使所述激光位移传感器(2)以不同的角度和相同的距离指向所述特征点至少四次。11.根据权利要求10所述的装置，其中所述相对位置关系通过单点约束来确定。12.根据权利要求1-11中任一项所述的装置，其中所述辅助对象(3)的所述平坦表面(30)为圆形。13.根据权利要求12所述的装置，其中所述辅助对象(3)为圆柱形或倒置的截锥形。14.根据权利要求1-11中任一项所述的装置，其中所述辅助对象(3)的所述平坦表面(30)具有三角形或矩形形状。15.根据权利要求14所述的装置，其中所述控制器(4)还被配置为确定所述平坦表面(30)相对于机器人坐标系的水平取向。16.一种用于校准机器人(1)用激光位移传感器(2)的方法，所述方法包括：基于来自所述激光位移传感器(2)的检测结果确定辅助对象(3)的平坦表面(30)上的
特征点，所述辅助对象(3)被布置在所述机器人(1)的工作空间中或由所述机器人(1)保持，并且所述平坦表面(30)适于由所述激光位移传感器(2)检测，其中当所述辅助对象(3)被布置在所述机器人(1)的工作空间中时，所述激光位移传感器(2)被布置在所述机器人(1)的机器人凸缘(10)上或附近，并且当所述辅助对象(3)由所述机器人(1)保持时，所述激光位移传感器(2)被布置在所述机器人(1)的工作空间中的固定位置处；使所述激光位移传感器(2)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(2)的取向；以及使所述激光位移传感器(2)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(2)和所述机器人(1)之间的相对位置关系。17.根据权利要求16所述的方法，其中使所述激光位移传感器(2)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(2)的取向包括：使所述机器人(1)移动，使得所述激光位移传感器(2)以相同的角度和不同的距离多次指向所述特征点；记录所述机器人凸缘(10)的第一工具中心点(tcp0)的第一多个位置(tcp0_1、tcp0_2)；以及基于所述第一工具中心点(tcp0)的所述第一多个位置(tcp0_1、tcp0_2)来确定所述激光位移传感器(2)的所述取向。18.根据权利要求17所述的方法，其中当所述辅助对象(3)被布置在所述机器人(1)的工作空间中时，所述激光位移传感器(2)的取向由所述激光位移传感器(2)相对于所述机器人凸缘(10)的取向来表示，并且其中当所述辅助对象(3)由所述机器人(1)保持时，所述激光位移传感器(2)的取向由所述激光位移传感器(2)相对于机器人坐标系的取向来表示。19.根据权利要求17所述的方法，其中使所述激光位移传感器(2)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(2)和所述机器人(1)之间的相对位置关系包括：使所述机器人(1)移动，使得所述激光位移传感器(2)以不同的角度和相同的距离多次指向所述特征点；记录所述第一工具中心点(tcp0)的第二多个位置(tcp0_3、tcp0_4、tcp0_5、tcp0_6)以及所述机器人凸缘(10)的相应取向；以及基于所述第一工具中心点(tcp0)的所述第二多个位置(tcp0_3、tcp0_4、tcp0_5、tcp0_6)和所述机器人凸缘(10)的所述相应取向来确定所述激光位移传感器(2)和所述机器人(1)之间的所述相对位置关系。20.根据权利要求19所述的方法，其中当所述辅助对象(3)被布置在所述机器人(1)的所述工作空间中时，所述激光位移传感器(2)与所述机器人(1)之间的所述相对位置关系由所述激光位移传感器(2)的第二工具中心点(tcp)与所述机器人凸缘(10)的所述第一工具中心点(tcp0)之间的相对位置关系表示，以及其中当所述辅助对象(3)由所述机器人(1)保持时，所述激光位移传感器(2)与所述机器人(1)之间的所述相对位置关系由所述激光位移传感器(2)的所述第二工具中心点(tcp)与机器人坐标系之间的相对位置关系表示。
21.根据权利要求16所述的方法，其中确定所述特征点包括：使所述机器人(1)移动，使得所述激光位移传感器(2)在平行于所述辅助对象(3)的所述平坦表面(30)的方向上扫描所述辅助对象(3)；响应于来自所述激光位移传感器(2)的检测结果的突然变化，确定检测到所述平坦表面(30)的边缘点，以找到所述平坦表面(30)的至少三个边缘点(p4、p5、p6、p7)；以及基于所述平坦表面(30)的所述至少三个边缘点(p4、p5、p6、p7)，确定所述平坦表面(30)的中心(p8)作为所述特征点。22.根据权利要求21所述的方法，进一步包括：在所述激光位移传感器(2)在平行于所述辅助对象(3)的所述平坦表面(30)的方向上扫描所述辅助对象(3)之前确定所述平坦表面(30)的姿态。23.根据权利要求22所述的方法，其中确定所述平坦表面(30)的姿态包括：使所述激光位移传感器(2)以相同的角度和相同的距离指向所述平坦表面(30)上的三个或更多个点(p1、p2、p3)；记录所述机器人凸缘(10)的第一工具中心点(tcp0)的对应于所述平坦表面(30)上的所述三个或更多个点(p1、p2、p3)的第三多个位置(tcp0_7、tcp0_8、tcp0_9)；以及基于所述第一工具中心点(tcp0)的所述第三多个位置(tcp0_7、tcp0_8、tcp0_9)来确定所述平坦表面(30)的姿态。24.根据权利要求16所述的方法，其中使所述激光位移传感器(2)以相同的角度和不同的距离多次指向所述特征点包括：使所述激光位移传感器(2)以相同的角度和不同的距离两次指向所述特征点。25.根据权利要求16所述的方法，其中使所述激光位移传感器(2)以不同角度和相同距离多次指向所述特征点包括：使所述激光位移传感器(2)以不同的角度和相同的距离指向所述特征点至少四次。26.根据权利要求25所述的方法，其中所述相对位置关系通过单点约束来确定。27.根据权利要求16-26中任一项所述的方法，其中所述辅助对象(3)的平坦表面(30)为圆形。28.根据权利要求27所述的方法，其中所述辅助对象(3)为圆柱形或倒置的截锥形。29.根据权利要求16-26中任一项所述的方法，其中所述辅助对象(3)的所述平坦表面(30)具有三角形或矩形形状。30.根据权利要求29所述的方法，进一步包括：确定所述平坦表面(30)相对于机器人坐标系的水平取向。31.一种计算机可读介质，其上存储有指令，所述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权利要求16至30中任一项所述的方法。
技术总结
本公开的实施例涉及用于校准机器人(1)用激光位移传感器(2)的装置和方法。装置包括：辅助对象(3)，被布置在机器人(1)的工作空间中或由机器人(1)保持并且包括适于由激光位移传感器(2)检测的平坦表面(30)；以及控制器(4)，被配置为：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；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；以及使激光位移传感器(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。系。系。
技术研发人员：顾颢 张佳帆 舒飏
受保护的技术使用者：ABB瑞士股份有限公司
技术研发日：2019.09.27
技术公布日：2022/4/12