[發明專利]一種機器人的智能動作和目標的動態位姿實時融合的方法

在審

• 申請號: 202110288635.6
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113119110A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 王智慧
• 申請（專利權）人: 上海握珠智能科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 李青

本發明公開了一種機器人的智能動作和目標的動態位姿實時融合的方法，包括系統調度中心、語音子系統、視覺子系統以及機械臂子系統，方法如下：系統調度中心向語音子系統輪詢用戶需要的動作類型和操作目標，直至得到用戶明確反饋的動作類型和操作目標；系統調度中心把待操作目標傳給視覺子系統，視覺子系統開始搜尋目標；系統調度中心把當前的目標位姿傳給機械臂子系統，機械臂子系統依據當前位姿對工具中心點進行路徑設計和軌跡規劃，隨之向目標運動。本發明中，機器人動作類型豐富，機械臂運動過程動態感知并解算，軌跡規劃光順快速，智能程度高。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，具體是指一種機器人的智能動作和目標的動態位姿實時融合的方法。

背景技術

隨著計算機技術、傳感器技術和人工智能等技術的快速發展，機器人技術也變得日趨成熟，而其中對機器人完成一系列動作的智能化程度的需求也越來越高，在家用服務、航天、工業等眾多的行業中扮演著越來越重要的角色，這些各種各樣的機器人能夠在特定環境下很好地完成工作。

但是目前的機器人還是存在很多不足之處。因為大多數情況下機器人的工作環境是未知或者不確定的，機器人還不能很好地根據目標的動態位姿實時完成智能動作調節。為此，我們提出了一種機器人的智能動作和目標的動態位姿實時融合的方法。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為一種機器人的智能動作和目標的動態位姿實時融合的方法：

一種機器人的智能動作和目標的動態位姿實時融合的方法，包括系統調度中心、語音子系統、視覺子系統以及機械臂子系統，所述方法的具體步驟如下：

步驟一：所述系統調度中心向語音子系統輪詢用戶需要的動作類型和操作目標，直至得到用戶明確反饋的動作類型和操作目標；

步驟二：所述系統調度中心把待操作目標傳給視覺子系統，所述視覺子系統開始搜尋目標；若搜尋失敗，通過所述語音子系統告知用戶，用戶決定終止，此次動作結束，用戶重新指定要操作的目標，并返回步驟一；若搜尋成功，所訴系統調度中心獲得當前的目標位姿。

步驟三：所述系統調度中心把當前的目標位姿傳給機械臂子系統，所述機械臂子系統依據當前位姿對工具中心點進行路徑設計和軌跡規劃，隨之向目標運動。

作為改進，所述機械臂子系統控制機械臂運動。

作為改進，在運動過程中，當所述視覺子系統發現目標位姿有變化，報告所述系統調度中心，所述系統調度中心把當前變化的目標位姿實時傳給機械臂子系統，所述機械臂子系統依據目標位姿和當前的運動狀態重新調整后續的路徑設計和相應的軌跡規劃，確保當前位置的運動狀態銜接光順；若當前銜接位置的融合半徑小于機械臂的最小融合半徑，則規劃失敗，運動中止，同時報告所述系統調度中心，所述系統調度中心通過語音子系統告知用戶目標位姿異常，運動中止；若規劃可行，則機械臂繼續向目標運動；若目標位姿繼續變化，則重復該步驟，直至完成用戶要求的動作，或因規劃失敗提前中止。

作為改進，所述軌跡規劃的方法為：采用參照所述機械臂的最小融合半徑來規劃；當前位置所述機械臂運動狀態可以是非靜止的并作為初態，用七次多項式來重新規劃，確保該位置所述機械臂各關節新規劃的加速度也是光順的，若規劃失敗，即可中止運動。

作為改進，所述視覺子系統內設有視覺傳感器，所述視覺傳感器集成了平面視覺以及深度視覺。

作為改進，當操作目標體具有明顯幾何體特征時，所述目標位姿的確定方法為：所述平面視覺檢測出操作目標體正面的三個關鍵點，將這三個關鍵點的像素位置反投到所述深度視覺中，得到它們真實的空間位置；確保三個關鍵點不共線，若共線，由所述平面視覺重檢一個關鍵點來替代前面任一關鍵點，重新反投到深度視覺中；這三個關鍵點任意組成兩個向量，通過兩個向量的叉積能夠解出所述操作目標體正面的法向量，所述法向量即為操作目標體的目標位姿。