本發(fā)明涉及機器人控制、慣性導航、圖像定位
技術領域：
，具體涉及一種機械臂示教方法、裝置及系統(tǒng)。
背景技術：
：為了使機械臂產(chǎn)生特定軌跡的運動，通常采用一種操作設備或類似裝置，由示教人員對該操作設備或類似設備進行手動操作，使機械臂按照希望的動作運動，與此同時，將機械臂的位置行程、機械手停止位置角度及高度等信息記錄于控制器中，然后基于所記錄的數(shù)據(jù)生成機械臂的動作程序。在利用操作設備或類似裝置對機械臂進行示教時，傳統(tǒng)的示教方法需要將動作分解為多個靜態(tài)動作，然后根據(jù)各靜態(tài)動作的位置、高度和角度信息來確定機械臂的動作信息，不但工作量大，而且由于分解動作精度的限制，并不能充分反映示教人員手臂末端自由運動的信息，示教相對稍復雜動作，示教完成較困難，使機械臂示教受到一些示教動作或者其它外部條件的限制，例如，在示教機械臂使用打磨機打磨工件的動作時，由于在打磨過程中需要不斷調整打磨片的角度，如果利用傳統(tǒng)的示教方法，很難將這些動作精確分解并確定動作的各種信息，無法精確完成示教。技術實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明提供了一種機械臂示教方法、裝置及系統(tǒng)，具有提高示教精確度和效率的優(yōu)點。本發(fā)明提出了一種機械臂示教方法，包括：獲取工作端的示教動作數(shù)據(jù)，所述示教動作數(shù)據(jù)為慣性測量單元IMU采集的所述工作端在示教動作過程中的數(shù)據(jù)；根據(jù)所述示教動作數(shù)據(jù)獲取工作端的運動軌跡數(shù)據(jù)和空間姿態(tài)數(shù)據(jù)；根據(jù)所述運動軌跡數(shù)據(jù)和所述空間姿態(tài)數(shù)據(jù)生成運動指令；將所述運動指令發(fā)送至機械臂，以使機械臂完成與示教動作相對應的動作。優(yōu)選地，所述根據(jù)所述示教動作數(shù)據(jù)獲取工作端的運動軌跡數(shù)據(jù)和空間姿態(tài)數(shù)據(jù)，具體包括：根據(jù)所述示教動作數(shù)據(jù)獲取所述IMU的第一運動信息；根據(jù)所述第一運動信息判斷所述IMU的動作狀態(tài)，若所述IMU處于靜止狀態(tài)，則對所述第一運動信息進行零速修正處理；若所述IMU處于運動狀態(tài)，則對所述第一運動信息進行慣性導航解算，獲取所述IMU的第二運動信息；根據(jù)所述第二運動信息獲取所述IMU的位置信息序列，并根據(jù)所述位置信息序列生成所述IMU的運動軌跡數(shù)據(jù)和空間姿態(tài)數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述根據(jù)所述第一運動信息判斷所述IMU的動作狀態(tài)的步驟具體包括：采用閾值自適應零速識別方法，判斷所述IMU的動作狀態(tài)；通過公式一和公式二獲取所述閾值自適應零速識別方法中不同時刻的閾值；varN＝var(fN-M,…,fN)公式一GN＝max(varN-5,varN-4…varN)+α公式二其中，varN為第N時刻的方差值，fN-M,…,fN為第N-M時刻至第N時刻的加速度值，α為閾值偏移量，GN為第N次靜止時的閾值。優(yōu)選地，所述對所述第一運動位置信息進行零速修正處理的步驟具體包括：通過公式三，對所述第一運動位置信息進行零速修正處理：其中，為俯仰角，為橫滾角，和為預設時間內加速度的均值，b為三維坐標系，g為重力加速度。優(yōu)選地，所述第一運動信息包括：姿態(tài)信息、速度信息和位置信息；相應地，所述對所述第一運動信息進行慣性導航解算的步驟具體包括：通過公式四和公式五，對所述第一位置信息進行慣性導航解算；其中，Δθ1、Δθ2、Δθ3為姿態(tài)更新周期三等分時間間隔的陀螺角增量輸出；Δθm、ΔVm為速度更新周期速度增量和角度增量，m為時刻，A1和A2為姿態(tài)更新周期的系數(shù)，A1和A2為常數(shù)。優(yōu)選地，在獲取工作端的示教動作數(shù)據(jù)之前，該方法還包括：獲取工作端運動范圍內的預標定的基準點，并根據(jù)所述基準點建立三維坐標系；相應地，所述根據(jù)所述運動軌跡數(shù)據(jù)和所述空間姿態(tài)數(shù)據(jù)生成運動指令的步驟具體包括：對所述運動軌跡數(shù)據(jù)和所述空間姿態(tài)數(shù)據(jù)進行三維坐標系轉換，獲取三維坐標系參數(shù)以及對應的時間信息；根據(jù)所述三維坐標系參數(shù)和所述時間信息獲取軌跡姿態(tài)信息；對所述軌跡姿態(tài)信息進行指令轉換生成運動指令。優(yōu)選地，在根據(jù)所述三維坐標系參數(shù)和所述時間信息獲取軌跡姿態(tài)信息的步驟之前，該方法還包括：獲取圖像采集裝置發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)為所述圖像采集裝置采集的所述IMU在示教動作過程中的數(shù)據(jù)；根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)對三維坐標系參數(shù)進行修正。本發(fā)明還提出了一種機械臂示教裝置，包括：第一獲取模塊，用于獲取工作端的示教動作數(shù)據(jù)，所述示教動作數(shù)據(jù)為慣性測量單元IMU采集的所述工作端在示教動作過程中的數(shù)據(jù)；第二獲取模塊，用于根據(jù)所述示教動作數(shù)據(jù)獲取工作端的運動軌跡數(shù)據(jù)和空間姿態(tài)數(shù)據(jù)；指令生成模塊，用于根據(jù)所述運動軌跡數(shù)據(jù)和所述空間姿態(tài)數(shù)據(jù)生成運動指令，并將所述運動指令發(fā)送至機械臂，以使機械臂完成與示教動作相對應的動作。優(yōu)選地，所述第二獲取模塊，具體用于根據(jù)所述示教動作數(shù)據(jù)獲取所述IMU的第一運動信息；根據(jù)所述第一運動信息判斷所述IMU的動作狀態(tài)，若所述IMU處于靜止狀態(tài)，則對所述第一運動信息進行零速修正處理；若所述IMU處于運動狀態(tài)，則對所述第一運動信息進行慣性導航解算，獲取所述IMU的第二運動信息；根據(jù)所述第二運動信息獲取所述IMU的位置信息序列，并根據(jù)所述位置信息序列生成所述IMU的運動軌跡數(shù)據(jù)和空間姿態(tài)數(shù)據(jù)。本發(fā)明還提出了一種機械臂示教系統(tǒng)，包括：圖像采集裝置、IMU和上述機械臂示教裝置；所述機械臂示教裝置分別與所述圖像采集裝置和所述IMU連接；所述機械臂示教裝置，用于接收所述IMU發(fā)送的示教動作數(shù)據(jù)，所述示教動作數(shù)據(jù)為IMU采集的所述工作端在示教動作過程中的數(shù)據(jù)所述工作端在示教動作過程中的數(shù)據(jù)；根據(jù)示教動作數(shù)據(jù)獲取工作端的運動軌跡數(shù)據(jù)和空間姿態(tài)數(shù)據(jù)；根據(jù)所述運動軌跡數(shù)據(jù)和所述空間姿態(tài)數(shù)據(jù)生成運動指令，并將所述運動指令發(fā)送至機械臂，以使機械臂完成與示教動作相對應的動作。由上述技術方案可知，本發(fā)明提出的機械臂示教方法基于IMU獲取工作端的示教動作數(shù)據(jù)，并根據(jù)示教動作數(shù)據(jù)生成運動指令，與現(xiàn)有技術相比，提高了示教的精確度和效率。附圖說明通過參考附圖會更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點，附圖是示意性的而不應理解為對本發(fā)明進行任何限制，在附圖中：圖1示出了本發(fā)明一實施例提供的機械臂示教方法的流程示意圖；圖2示出了本發(fā)明一實施例提供的機械臂示教方法中獲取工作端運動軌跡數(shù)據(jù)和空間姿態(tài)數(shù)據(jù)步驟的流程示意圖；圖3示出了本發(fā)明一實施例提供的機械臂示教方法中未經(jīng)過零速修正的速度漂移曲線圖；圖4示出了本發(fā)明一實施例提供的機械臂示教方法在經(jīng)過零速修正的速度漂移曲線圖；圖5示出了本發(fā)明一實施例提供的機械臂示教裝置的結構示意圖；圖6示出了本發(fā)明一實施例提供的機械臂示教系統(tǒng)的結構示意圖。具體實施方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。圖1為本發(fā)明一實施例提供的機械臂示教方法的流程示意圖，參照圖1，該機械臂示教方法，包括：110、獲取工作端的示教動作數(shù)據(jù)，所述示教動作數(shù)據(jù)為慣性測量單元IMU采集的所述工作端在示教動作過程中的數(shù)據(jù)；需要說明的是，IMU設置在工作端上，示教過程中，作業(yè)者手持工作端，執(zhí)行預定動作，例如對一工件實施特定加工行為；在執(zhí)行動作的過程中，IMU實時采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至處理器；120、根據(jù)所述示教動作數(shù)據(jù)獲取工作端的運動軌跡數(shù)據(jù)和空間姿態(tài)數(shù)據(jù)；需要說明的是，處理器對示教動作數(shù)據(jù)進行解算，獲得作業(yè)者手持工作端的實時運動軌跡數(shù)據(jù)和空間姿態(tài)數(shù)據(jù)；130、根據(jù)所述運動軌跡數(shù)據(jù)和所述空間姿態(tài)數(shù)據(jù)生成運動指令；140、將所述運動指令發(fā)送至機械臂，以使機械臂完成與示教動作相對應的動作。需要說明的是，在通過軌跡編輯模塊，實現(xiàn)軌跡記錄的后期編輯制作，得到用于驅動機械臂運動的運動指令，傳輸至機械臂即讓機械臂完成作業(yè)者手持工作端相同的動作，完成機械臂示教。本發(fā)明基于IMU獲取工作端的示教動作數(shù)據(jù)，并根據(jù)示教動作數(shù)據(jù)生成運動指令，與現(xiàn)有技術相比，提高了示教的精確度和效率。圖2為本發(fā)明一實施例提供的機械臂示教方法中獲取工作端運動軌跡數(shù)據(jù)和空間姿態(tài)數(shù)據(jù)步驟的流程示意圖，下面參照圖2對步驟120進行詳細說明：S1、根據(jù)所述示教動作數(shù)據(jù)獲取所述IMU的第一運動信息；S2、根據(jù)所述第一運動信息判斷所述IMU的動作狀態(tài)，若所述IMU處于靜止狀態(tài)，則對所述第一運動信息進行零速修正處理；S3、若所述IMU處于運動狀態(tài)，則對所述第一運動信息進行慣性導航解算，獲取所述IMU的第二運動信息；S4、根據(jù)所述第二運動信息獲取所述IMU的位置信息序列，并根據(jù)所述位置信息序列生成所述IMU的運動軌跡數(shù)據(jù)和空間姿態(tài)數(shù)據(jù)。下面對步驟120的原理進行詳細說明：A1，慣性測量單元在靜止狀態(tài)下的初始對準，得到姿態(tài)矩陣T0、速度矢量V0、位置矢量P0；A2，利用滑動方差方法進行閾值自適應零速識別判斷慣性測量單元的靜止狀態(tài)F1或運動狀態(tài)F2；A3，F(xiàn)1狀態(tài)時進行姿態(tài)、速度、位置信息的零速修正，得到新的姿態(tài)矩陣T1、速度矢量V1、位置矢量P1；A4，F(xiàn)2狀態(tài)時進行慣性導航解算，包括更新姿態(tài)矩陣T2、速度矢量V2、位置矢量P2，獲取第二運動信息；A5，修正攝像機圖像得到位置信息，得到修正后的姿態(tài)矩陣T3、速度矢量V3、位置矢量P3；A6，隨著工作端示教過程中的位置更新，記錄慣性導航解算得到的位置信息序列，示教完成后，將所述位置信息序列合并為慣性測量單元的三維軌跡；需要說明的是，在示教動作結束之前，慣性導航解算將獲取一連串的不同時間點的位置信息。優(yōu)選的，本發(fā)明采用閾值自適應零速識別方法判斷所述IMU的動作狀態(tài)；下面對步驟S2進行詳細說明：通過公式一和公式二獲取不同時刻的閾值；varN＝var(fN-M,…,fN)公式一GN＝max(varN-5,varN-4…varN)+α公式二其中，varN為第N時刻的方差值，fN-M,…,fN為第N-M時刻至第N時刻的加速度值，α為閾值偏移量，α為0.05，GN為第N次靜止時的閾值。需要說明的是，設第N時刻至第N+5時刻的方差值分別為varN,varN+1…,varN+5，則閾值G應滿足：G>max(varn,varn+1…,varn+5)+α。圖3為本發(fā)明一實施例提供的機械臂示教方法中未經(jīng)過零速修正的速度漂移曲線圖，圖4為本發(fā)明一實施例提供的機械臂示教方法在經(jīng)過零速修正的速度漂移曲線圖，參照圖3和圖4；通過公式三，對所述第一運動位置信息進行零速修正處理：其中，為俯仰角，為橫滾角，和為預設時間內加速度的均值，b為三維坐標系，g為重力加速度。需要說明的是，姿態(tài)矩陣T1的各參數(shù)修正為：T31=f~xbg---(3-1)]]>T32=f~ybg---(3-2)]]>T33=f~zbg---(3-3)]]>T21=cosψT31T32-sinψT331-T322---(3-4)]]>T22=cosψ1-T322---(3-5)]]>T23=-sinψT31+cosψT32T331-T322---(3-6)]]>T11＝T22T33-T23T32(3‐7)T12＝T23T31-T21T33(3‐8)T13＝T21T32-T22T31(3-9)其中，為一段時間內加速度計的輸出均值，Ψ為上一時刻的航向角。本實施例中，第一運動信息包括：姿態(tài)信息、速度信息和位置信息；相應地，步驟S3具體包括：通過公式四和公式五，對所述第一位置信息進行慣性導航解算；其中，Δθ1、Δθ2、Δθ3為姿態(tài)更新周期三等分時間間隔的陀螺角增量輸出；Δθm、ΔVm為速度更新周期速度增量和角度增量，m為時刻，A1和A2為姿態(tài)更新周期的系數(shù)。下面對步驟S3進行詳細說明：姿態(tài)矩陣T2在tk+1時刻更新計算可以寫成式所示：Q(tk+1)＝Q(tk)·q(h)(4‐1)其中：q(h)為等效旋轉矢量四元數(shù)，Q(t)為t時刻的姿態(tài)四元數(shù)；q(h)=cosΦ2+ΦΦsinΦ2---(4-2)]]>其中，Φ和Φ(h)為tk時刻至tk+1時刻的載體坐標系姿態(tài)變化的等效旋轉矢量，其三子樣優(yōu)化算法如式所示：Φ(h)=Δθ1+Δθ2+Δθ3+920Δθ1×Δθ3+2740Δθ2×(Δθ3-Δθ1)---(4-3)]]>其中，Δθ1、Δθ2、Δθ3為姿態(tài)更新周期三等分時間間隔的陀螺角增量輸出。則速度V2在k+1時刻更新方程如下式所示：Vk+1＝Vk+Ck(ΔVk+1+ΔVrotm)+ΔVg(4‐4)其中：ΔVg=∫tktk+1gdt---(4-5)]]>ΔVk+1=∫tktk+1fb(t)dt---(4-6)]]>ΔVrotm=12Δθk×ΔVk---(4-7)]]>其中，Δθk為tk至tk+1時間段內角度增量，fb為加速度計的輸出值，g為當前位置的重力加速度矢量，f為加速度計三軸輸出。為了提高獲取的工作端位置信息的精確度，本發(fā)明采用圖像數(shù)據(jù)對工作端的位置信息進行修正；獲取圖像采集裝置發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)為所述圖像采集裝置采集的所述IMU在示教動作過程中的數(shù)據(jù)；根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)對三維坐標系參數(shù)進行修正修正的過程如下：圖像采集裝置，例如：攝像機，捕捉到的目標位置信息經(jīng)過一次積分可以得到IMU運動速度Vc的觀測信息，如式(0-1)所示：Vc=VcxVcyVcz---(0-1)]]>根據(jù)式(0-2)所示卡爾曼濾波器狀態(tài)方程：X·=FX+W---(0-2)]]>其中F為狀態(tài)轉移矩陣，X為狀態(tài)變量，為X的一階導數(shù)；取狀態(tài)變量如式(0-3)所示：X＝[δVxδVyδVzδpxδpyδpzφxφyφzax0ay0az0ωx0ωy0ωz0]T(0‐3)其中：δVx，δVy，δVz為導航系統(tǒng)速度誤差；δpx，δpy，δpz為導航系統(tǒng)位置誤差；φx，φy，φz為姿態(tài)失準角；ax0，ay0，az0為加速度計零偏；ωx0，ωy0，ωz0為陀螺儀零偏；狀態(tài)轉移矩陣F如式(0-4)所示：F=03×303×3F13Cbn03×3I3×303×303×303×303×303×303×303×303×3-Cbn03×303×303×303×303×303×303×303×303×303×3---(0-4)]]>其中：F13=00g000-g00---(0-5)]]>狀態(tài)噪聲向量W如式所示：W=ωaT01×3ωgT01×301×3T---(0-6)]]>其中：ωa＝[ωaxωayωaz]T為加速度計隨機游走；ωg＝[ωgxωgyωgz]T為陀螺儀計隨機游走。卡爾曼濾波器的觀測方程為：Z＝HX+V(0‐7)其中：V為測量白噪聲序列其協(xié)方差陣為R。觀測矩陣：H＝[I3×303×12](0‐8)將卡爾曼濾波器離散化得出濾波方程：X^k=ΦX^k-1+Kk(Zk-HΦX^k-1)---(0-9)]]>為對狀態(tài)變量X的當前估計值，H為觀測矩陣；Kk＝Pk,k-1HT(HPk,k-1HT+R)-1(0‐10)Pk,k-1＝ΦPk-1ΦT+Qk(0‐11)Pk=(I-KkH)Pk,k-1(I-KkH)-T+KkRkKkT---(0-12)]]>系統(tǒng)噪聲方差陣Qk按如下計算：Qk=TM1+T22!M2+T33!M3+...Tnn!Mn---(0-13)]]>其中：Mi+1＝FMi+(FMi)T(0‐14)M1為方差強度矩陣，其非零元為：M1(4,4)=T112ωgx2+T122ωgy2+T132ωgz2---(0-15)]]>M1(4,5)=T11T21ωgx2+T12T22ωgy2+T13T23ωgz2---(0-16)]]>M1(4,6)=T11T31ωgx2+T12T32ωgy2+T13T33ωgz2---(0-17)]]>M1(5,4)=T11T21ωgx2+T12T22ωgy2+T13T23ωgz2---(0-18)]]>M1(5,5)=T212ωgx2+T222ωgy2+T232ωgz2---(0-19)]]>M1(5,6)=T21T31ωgx2+T22T32ωgy2+T23T33ωgz2---(0-20)]]>M1(6,4)=T11T31ωgx2+T12T32ωgy2+T13T33ωgz2---(0-21)]]>M1(6,5)=T21T31ωgx2+T22T32ωgy2+T23T33ωgz2---(0-22)]]>M1(6,6)=T312ωgx2+T322ωgy2+T332ωgz2---(0-23)]]>其中：ωgx，ωgy，ωgz為陀螺儀的隨機游走系數(shù)。本實施例中，在步驟110之前，還包括：獲取工作端運動范圍內預標定的基準點，并根據(jù)所述基準點建立三維坐標系；相應地，步驟120具體包括：對所述運動軌跡數(shù)據(jù)和所述空間姿態(tài)數(shù)據(jù)進行三維坐標系轉換，獲取三維坐標系參數(shù)以及對應的時間信息；根據(jù)所述三維坐標系參數(shù)和所述時間信息獲取軌跡姿態(tài)信息；對所述軌跡姿態(tài)信息進行指令轉換生成運動指令。綜上所述，該系統(tǒng)基于手持IMU測量空間軌跡，并融合圖像定位信息，得到操作者操作工作端的精確空間運動軌跡和姿態(tài)，通過數(shù)據(jù)處理驅動機械臂運動，實現(xiàn)了高效率機械臂示教功能，減少了因機械臂示教過程復雜導致的特殊工件難以示教加工的限制，提高了機械臂示教的精準度和效率；而且，本發(fā)明還對工作端的位置信息進行修正，以進一步提高機械臂示教的精確度。對于方法實施方式，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領域技術人員應該知悉，本發(fā)明實施方式并不受所描述的動作順序的限制，因為依據(jù)本發(fā)明實施方式，某些步驟可以采用其他順序或者同時進行。其次，本領域技術人員也應該知悉，說明書中所描述的實施方式均屬于優(yōu)選實施方式，所涉及的動作并不一定是本發(fā)明實施方式所必須的。圖5為本發(fā)明一實施例提供的機械臂示教裝置的流程示意圖，參照圖5，該機械臂示教裝置，包括：第一獲取模塊510、第二獲取模塊520、指令生成模塊530、以及發(fā)送模塊540，其中；第一獲取模塊510，用于獲取工作端的示教動作數(shù)據(jù)，所述示教動作數(shù)據(jù)為慣性測量單元IMU采集的所述工作端在示教動作過程中的數(shù)據(jù)；第二獲取模塊520，用于根據(jù)所述示教動作數(shù)據(jù)獲取工作端的運動軌跡數(shù)據(jù)和空間姿態(tài)數(shù)據(jù)；指令生成模塊530，用于根據(jù)所述運動軌跡數(shù)據(jù)和所述空間姿態(tài)數(shù)據(jù)生成運動指令；發(fā)送模塊540，用于將所述運動指令發(fā)送至機械臂，以使機械臂完成與示教動作相對應的動作。在本發(fā)明的一種可選實施方式中，所述第二獲取模塊520具體用于根據(jù)所述示教動作數(shù)據(jù)獲取所述IMU的第一運動信息；根據(jù)所述第一運動信息判斷所述IMU的動作狀態(tài)，若所述IMU處于靜止狀態(tài)，則對所述第一運動信息進行零速修正處理；若所述IMU處于運動狀態(tài)，則對所述第一運動信息進行慣性導航解算，獲取所述IMU的第二運動信息；根據(jù)所述第二運動信息獲取所述IMU的位置信息序列，并根據(jù)所述位置信息序列生成所述IMU的運動軌跡數(shù)據(jù)和空間姿態(tài)數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的一種可選實施方式中，所述裝置還包括：坐標系建立模塊550；所述坐標系建立模塊550，用于在獲取工作端的運動數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)之前，獲取運動范圍內的基準點，并根據(jù)所述基準點建立三維坐標系；相應地，所述第二獲取模塊520，具體獲取工作端運動范圍內的預標定的基準點，并根據(jù)所述基準點建立三維坐標系；相應地，所述根據(jù)所述運動軌跡數(shù)據(jù)和所述空間姿態(tài)數(shù)據(jù)生成運動指令的步驟具體包括：對所述運動軌跡數(shù)據(jù)和所述空間姿態(tài)數(shù)據(jù)進行三維坐標系轉換，獲取三維坐標系參數(shù)以及對應的時間信息；根據(jù)所述三維坐標系參數(shù)和所述時間信息獲取軌跡姿態(tài)信息；對所述軌跡姿態(tài)信息進行指令轉換生成運動指令。本發(fā)明基于手持IMU測量空間軌跡，并融合圖像定位信息，得到操作者操作工作端的精確空間運動軌跡和姿態(tài)，通過數(shù)據(jù)處理驅動機械臂運動，實現(xiàn)了高效率機械臂示教功能，減少了因機械臂示教過程復雜導致的特殊工件難以示教加工的限制，提高了機械臂示教的精準度和效率。對于裝置實施方式而言，由于其與方法實施方式基本相似，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施方式的部分說明即可。本發(fā)明還提出了一種機械臂示教系統(tǒng)，包括：圖像采集裝置、IMU和上述的機械臂示教裝置；所述機械臂示教裝置分別與所述圖像采集裝置和所述IMU連接；所述機械臂示教裝置，用于接收所述IMU發(fā)送的示教動作數(shù)據(jù)，所述示教動作數(shù)據(jù)為IMU采集的所述工作端在示教動作過程中的數(shù)據(jù)所述工作端在示教動作過程中的數(shù)據(jù)；根據(jù)示教動作數(shù)據(jù)獲取工作端的運動軌跡數(shù)據(jù)和空間姿態(tài)數(shù)據(jù)；根據(jù)所述運動軌跡數(shù)據(jù)和所述空間姿態(tài)數(shù)據(jù)生成運動指令，并將所述運動指令發(fā)送至機械臂，以使機械臂完成與示教動作相對應的動作。圖6為本發(fā)明一實施例提供的機械臂示教系統(tǒng)的結構示意圖，參照圖6，該機械臂示教系統(tǒng)，包括：圖像采集裝置、IMU和上述機械臂示教裝置；圖中的機械臂即為上文中的工作端，IMU設置在機械臂上；圖像采集裝置此處舉例為攝像頭，攝像頭的數(shù)量及安裝位置此處不進行限定，能滿足構建三維坐標、記錄機械臂的示教動作即可。所述機械臂示教裝置分別與所述圖像采集裝置和所述IMU連接；所述機械臂示教裝置，用于通過網(wǎng)絡接收所述IMU發(fā)送的示教動作數(shù)據(jù)，所述示教動作數(shù)據(jù)為IMU采集的所述工作端在示教動作過程中的數(shù)據(jù)所述工作端在示教動作過程中的數(shù)據(jù)；根據(jù)示教動作數(shù)據(jù)獲取工作端的運動軌跡數(shù)據(jù)和空間姿態(tài)數(shù)據(jù)；根據(jù)所述運動軌跡數(shù)據(jù)和所述空間姿態(tài)數(shù)據(jù)生成運動指令，并將所述運動指令發(fā)送至機械臂，以使機械臂完成與示教動作相對應的動作。應當注意的是，在本發(fā)明的裝置的各個部件中，根據(jù)其要實現(xiàn)的功能而對其中的部件進行了邏輯劃分，但是，本發(fā)明不受限于此，可以根據(jù)需要對各個部件進行重新劃分或者組合。本發(fā)明的各個部件實施方式可以以硬件實現(xiàn)，或者以在一個或者多個處理器上運行的軟件模塊實現(xiàn)，或者以它們的組合實現(xiàn)。本裝置中，PC通過實現(xiàn)因特網(wǎng)對設備或者裝置遠程控制，精準的控制設備或者裝置每個操作的步驟。本發(fā)明還可以實現(xiàn)為用于執(zhí)行這里所描述的方法的一部分或者全部的設備或者裝置程序(例如，計算機程序和計算機程序產(chǎn)品)。這樣實現(xiàn)本發(fā)明的程序可以存儲在計算機可讀介質上，并且程序產(chǎn)生的文件或文檔具有可統(tǒng)計性，產(chǎn)生數(shù)據(jù)報告和cpk報告等，能對功放進行批量測試并統(tǒng)計。應該注意的是上述實施方式對本發(fā)明進行說明而不是對本發(fā)明進行限制，并且本領域技術人員在不脫離所附權利要求的范圍的情況下可設計出替換實施方式。在權利要求中，不應將位于括號之間的任何參考符號構造成對權利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個”不排除存在多個這樣的元件。本發(fā)明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于適當編程的計算機來實現(xiàn)。在列舉了若干裝置的單元權利要求中，這些裝置中的若干個可以是通過同一個硬件項來具體體現(xiàn)。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序?？蓪⑦@些單詞解釋為名稱。雖然結合附圖描述了本發(fā)明的實施方式，但是本領域技術人員可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權利要求所限定的范圍之內。當前第1頁1 2 3