[發(fā)明專(zhuān)利]基于無(wú)手眼標(biāo)定的抓取學(xué)習(xí)控制方法、系統(tǒng)、機(jī)器人及介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911296308.4
• 申請(qǐng)日: 2019-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111015676B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐勇盛;請(qǐng)求不公布姓名;李紀(jì)慶;徐升;王志揚(yáng);熊榮;陳凱;金少堃;彭遠(yuǎn)哲;吳新宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): B25J9/22
• 分類(lèi)號(hào): B25J9/22;B25J9/16
• 代理公司: 深圳市銘粵知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰;吳曉青

1.一種基于無(wú)手眼標(biāo)定的抓取學(xué)習(xí)控制方法，其特征在于，所述抓取學(xué)習(xí)控制方法包括：

獲取機(jī)器人完成示教任務(wù)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的采樣樣本；

利用所述采樣樣本進(jìn)行學(xué)習(xí)，獲得期望像素坐標(biāo)以及像素偏差與機(jī)械臂末端速度的變換關(guān)系矩陣，具體包括：利用所述采樣樣本進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法對(duì)所述采樣樣本進(jìn)行建模，獲得所建模型中抓取成功概率最大的像素坐標(biāo)作為期望像素坐標(biāo)；利用所述采樣樣本和所述期望像素坐標(biāo)，通過(guò)多層超限學(xué)習(xí)機(jī)對(duì)所述采樣樣本進(jìn)行建模，從而獲得像素偏差與機(jī)械臂末端速度的變換關(guān)系矩陣；

獲取機(jī)器人當(dāng)前末端位姿和待抓物體的當(dāng)前像素坐標(biāo)，結(jié)合所述期望像素坐標(biāo)以及所述像素偏差與機(jī)械臂末端速度的變換關(guān)系矩陣，生成機(jī)械臂末端速度控制數(shù)據(jù)以用于控制機(jī)器人完成抓取任務(wù)，具體包括：獲取機(jī)器人當(dāng)前末端位姿和待抓取物體的當(dāng)前像素坐標(biāo)；計(jì)算所述當(dāng)前像素坐標(biāo)和所述期望像素坐標(biāo)之間的偏差獲得像素偏差；根據(jù)所述像素偏差、所述像素偏差與機(jī)械臂末端速度的變換關(guān)系矩陣生成機(jī)械臂末端速度控制數(shù)據(jù)；根據(jù)所述機(jī)械臂末端速度控制數(shù)據(jù)控制機(jī)器人完成抓取任務(wù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抓取學(xué)習(xí)控制方法，其特征在于，所述利用所述采樣樣本進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法對(duì)所述采樣樣本進(jìn)行建模，獲得所建模型中抓取成功概率最大的像素坐標(biāo)作為期望像素坐標(biāo)的方法包括：

用高斯混合模型對(duì)所述采樣樣本中成功抓取的概率密度構(gòu)建概率密度模型；

獲取使所述概率密度模型的成功抓取的概率最高的像素坐標(biāo)作為期望像素坐標(biāo)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抓取學(xué)習(xí)控制方法，其特征在于，所述利用所述采樣樣本和所述期望像素坐標(biāo)，通過(guò)多層超限學(xué)習(xí)機(jī)對(duì)所述采樣樣本進(jìn)行建模，從而獲得像素偏差與機(jī)械臂末端速度的變換關(guān)系矩陣的方法包括：

采用多層超限學(xué)習(xí)機(jī)對(duì)機(jī)械臂末端速度控制數(shù)據(jù)與像素偏差之間的映射關(guān)系構(gòu)建映射模型；所述映射模型包括輸出層的權(quán)值；

利用所述采樣樣本和所述期望像素坐標(biāo)對(duì)所述映射模型進(jìn)行訓(xùn)練，獲得最優(yōu)的輸出層的權(quán)值；

將所述最優(yōu)的輸出層的權(quán)值代入所述映射模型獲得像素偏差與機(jī)械臂末端速度的變換關(guān)系矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抓取學(xué)習(xí)控制方法，其特征在于，獲取機(jī)器人當(dāng)前末端位姿和待抓取物體的當(dāng)前像素坐標(biāo)，結(jié)合所述期望像素坐標(biāo)和所述像素偏差與機(jī)械臂末端速度的變換關(guān)系矩陣，且還結(jié)合自適應(yīng)控制系數(shù)生成機(jī)械臂末端速度控制數(shù)據(jù)以用于控制機(jī)器人完成抓取任務(wù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抓取學(xué)習(xí)控制方法，其特征在于，所述自適應(yīng)控制系數(shù)通過(guò)模糊邏輯控制法獲得。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的抓取學(xué)習(xí)控制方法，其特征在于，所述模糊邏輯控制法包括：

構(gòu)建模糊邏輯控制單元；其中，所述模糊邏輯控制單元包括隸屬函數(shù)、模糊規(guī)則庫(kù)以及解模糊類(lèi)型；

求像素偏差的二范數(shù)、求所述像素偏差的二范數(shù)的導(dǎo)數(shù)作為模糊邏輯控制單元的兩個(gè)輸入；

根據(jù)所述兩個(gè)輸入計(jì)算模糊邏輯控制單元的隸屬函數(shù)的重心加權(quán)平均值從而獲得自適應(yīng)控制系數(shù)。

7.一種基于無(wú)手眼標(biāo)定的抓取學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括處理器以及與所述處理器連接的存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)程序數(shù)據(jù)，所述處理器用于執(zhí)行所述程序數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的抓取學(xué)習(xí)控制方法。