一种操作轨迹获取方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机器人控制技术领域，特别是涉及一种操作轨迹获取方法及装置。
【背景技术】
[0002] 在现有机器人应用的工业中，例如制衣，均应用了大量的机器人来代替人工，故机 器人的控制如何达到准确高效成为一直以来厂商所追求的目标，在机器人控制中，为了验 证机器人是否移动准确，必不可少的会去记录机器人的移动轨迹并对其调整优化，但目前 并没有比较好的的轨迹获取方式。
【发明内容】
[0003] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种操作轨迹获取方法及 装置，解决现有技术中的各种缺陷。
[0004] 为实现上述目标及其他相关目标，本发明提供一种操作轨迹获取方法，用于获取 操作装置操作工件时的移动轨迹，所述方法包括：在预定的工件移动空间内建立坐标系，在 所述坐标系内定义所述工件各边缘点且将其中至少一边缘点作为对齐点，并在工件定义第 一操作点；在所述工件移动空间内定义外部控制点；所述操作装置在所述第一操作点操作 所述工件移动，所述移动包括：工件平移至所述对齐点和外部控制点重合；或者，在所述对 齐点和外部控制点重合的情况下，工件绕所述外部控制点进行转动；进行工件移动过程的 坐标转化以得到操作装置在所述操作过程中的移动轨迹，其包括：根据平移前的对齐点坐 标及外部控制点坐标获得平移矢量；设第一操作点平移后对应为第二操作点，根据平移矢 量及第一操作点坐标计算平移后的第二操作点坐标，以得到操作装置的平移操作轨迹；在 所述工件绕所述外部控制点进行转动的情况下，获取工件的转动角度，所述转动角度即为： 在第二操作点通过所述转动到达第三操作点时，第二操作点和外部控制点连线同第三操作 点和外部控制点连线间的夹角；对所述夹角按预设插值精度进行插值，以获取在所述第二 操作点到达第三操作点的轨迹上的多个插值点的坐标以得到操作装置的转动操作轨迹。
[0005] 可选的，所述的操作轨迹获取方法，还包括：获取工件的各所述边缘点进行所述移 动后的坐标。
[0006] 可选的，所述的操作轨迹获取方法，所述外部控制点位于预设的法线上，所述工件 上每两个边缘点构成一线段；每次的所述转动是将所述工件转动至令其边缘的一所述线段 同所述法线重合，所述工件的转动角度是通过计算所述线段转动至同法线重合的转动角度 而获得的。
[0007] 可选的，所述的操作轨迹获取方法，还包括：计算所述第一操作点平移至第二操作 点的第一坐标移动量；计算所述第二操作点转动至第三操作点的第二坐标移动量；结合所 述第一坐标移动量及第二坐标移动量以计算出总移动量；根据所述总移动量计算工件的移 动距离；结合所述第一操作点移动至第三操作点的时间、及所计算的工件的移动距离，计算 工件相对外部控制点的移动速度。
[0008] 可选的，所述坐标系包括：X轴、Y轴、Z轴及U轴，其中，所述U轴是转动轴，以角度 为单位。
[0009] 为实现上述目标及其他相关目标，本发明提供一种操作轨迹获取装置，用于获取 操作装置操作工件时的移动轨迹，所述操作轨迹获取装置包括：坐标定义单元及坐标转化 单元；所述坐标定义单元，用于在预定的工件移动空间内建立坐标系，在所述坐标系内定义 所述工件各边缘点且将其中至少一边缘点作为对齐点，并在工件定义第一操作点；在所述 工件移动空间内定义外部控制点；所述操作装置在所述第一操作点操作所述工件移动，所 述移动包括：工件平移至所述对齐点和外部控制点重合；或者，在所述对齐点和外部控制 点重合的情况下，工件绕所述外部控制点进行转动；所述坐标转化单元，用于进行工件移动 过程的坐标转化以得到操作装置在所述操作过程中的移动轨迹，其中，所述坐标转化包括： 根据平移前的对齐点坐标及外部控制点坐标获得平移矢量；设第一操作点平移后对应为第 二操作点，根据平移矢量及第一操作点坐标计算平移后的第二操作点坐标，以得到操作装 置的平移操作轨迹；在所述工件绕所述外部控制点进行转动的情况下，获取工件的转动角 度，所述转动角度即为：在第二操作点通过所述转动到达第三操作点时，第二操作点和外部 控制点连线同第三操作点和外部控制点连线间的夹角；对所述夹角按预设插值精度进行插 值，以获取在所述第二操作点到达第三操作点的轨迹上的多个插值点的坐标以得到操作装 置的转动操作轨迹。
[0010] 可选的，所述坐标转化单元，还用于获取工件的各所述边缘点进行所述移动后的 坐标。
[0011] 可选的，所述外部控制点位于预设的法线上，所述工件上每两个边缘点构成一线 段；每次的所述转动是将所述工件转动至令其边缘的一所述线段同所述法线重合，所述工 件的转动角度是通过计算所述线段转动至同法线重合的转动角度而获得的。
[0012] 可选的，所述的操作轨迹获取装置还包括：工件移动速度获取单元，用于计算所述 第一操作点平移至第二操作点的第一坐标移动量，计算所述第二操作点转动至第三操作点 的第二坐标移动量，结合所述第一坐标移动量及第二坐标移动量以计算出总移动量，根据 所述总移动量计算工件的移动距离，结合所述第一操作点移动至第三操作点的时间、及所 计算的工件的移动距离来计算工件相对外部控制点的移动速度。
[0013] 可选的，所述坐标系包括：X轴、Y轴、Z轴及U轴，其中，所述U轴是转动轴，以角度 为单位。
[0014] 如上所述，本发明的目的在于提供一种操作轨迹获取方法及装置，在预定的工件 移动空间内建立坐标系，在所述坐标系内定义所述工件各边缘点且将其中至少一边缘点作 为对齐点，并在工件定义第一操作点；在所述工件移动空间内定义外部控制点；所述操作 装置在所述第一操作点操作所述工件移动，所述移动包括：工件平移至所述对齐点和外部 控制点重合；或者，在所述对齐点和外部控制点重合的情况下，工件绕所述外部控制点进行 转动或再平移；进行工件移动过程的坐标转化以得到操作装置在所述操作过程中的移动轨 迹，从而获取操作装置在操作过程中的移动轨迹；本发明简单易行，精准度高。
【附图说明】
[0015] 图1显示为本发明一实施例中操作轨迹获取方法的流程示意图。
[0016] 图2显示为本发明一实施例中操作轨迹获取方法的一步骤所包含的流程示意图。
[0017] 图3a显示为本发明一实施例中平移操作的计算原理示意图。
[0018] 图3b显示为本发明一实施例中转动操作的计算原理示意图。
[0019] 图4显示为本发明一实施例中操作轨迹获取装置的结构示意图。
[0020] 元件标号说明
[0021] 1 操作轨迹获取装置
[0022] 11 坐标定义单元
[0023] 12 坐标转化单元
[0024] Sl~S2 方法步骤
[0025] S21 ~S24
【具体实施方式】
[0026] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例 及实施例中的特征可以相互组合。
[0027] 如图1所示，本发明提供一种操作轨迹获取方法，用于获取操作装置操作工件时 的移动轨迹，在例如缝纫作业中，所述工件例如为缝纫布料，所述操作装置例如为机械臂 等；。
[0028] 所述方法包括：
[0029] 步骤Sl :在预定的工件移动空间内建立坐标系，在所述坐标系内定义所述工件各 边缘点且将其中至少一边缘点作为对齐点，并在工件定义第一操作点；在所述工件移动空 间内定义外部控制点。
[0030] 在一实施例中，所述空间坐标系例如为四轴（如X横轴、Y纵轴、Z上下轴、U转动 轴）的坐标系，操作装置所在的轴为U轴，实际上，空间坐标系可以只有三个轴，这个"U轴" 是另外定义出来以角度为刻度的假想轴，用以提供角度参数。
[0031] 在一实施例中，所述操作装置会在所述第一操作点操作所述工件移动，所述移动 包括：工件平移至所述对齐点和外部控制点重合；或者，在所述对齐点和外部控制点重合 的情况下，工件绕所述外部控制点进行转动，当然在其他实施例中，若有其他需求还可再平 移。
[0032] 步骤S2 :进行工件移动过程的坐标转化以得到操作装置在所述操作过程中的移 动轨迹。
[0033] 在一实施例中，所述坐标转化即通过前述定义的各点坐标及例如转动角度等运动 参数来获得移动轨迹中的对应各点坐标，具体可利用平面几何及立体几何的计算原理，后 文会详细说明。
[0034] 如图2所示，步骤S2具体包括：
[0035] 步骤S21 :根据平移前的对齐点坐标及外部控制点坐标获得平移矢量；
[0036] 步骤S22 :设第一操作点平移后对应为第二操作点，根据平移矢量及第一操作点 坐标计算平移后的第二操作点坐标，以得到操作装置的平移操作轨迹；
[0037] 步骤S23 :在所述工件绕所述外部控制点进行转动的情况下，获取工件的转动角 度，所述转动角度即为：在第二操作点通过所述转动到达第三操作点时，第二操作点和外部 控制点连线同第三操作点和外部控制点连线间的夹角；
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