[發明專利]一種康復機器人的控制方法、裝置及系統

在審

• 申請號: 202210272426.7
• 申請日: 2022-03-18
• 公開（公告）號: CN114642588A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 仇進山;仇爽
• 申請（專利權）人: 北京鑫大地機械工程有限公司;北京優聯盛邦科技有限公司
• 主分類號: A61H39/04
• 分類號: A61H39/04;A61H39/02;A61H23/02
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 楊云

1.一種康復機器人的控制方法，其特征在于，所述康復機器人包括視覺裝置、行進裝置、機械臂和末端裝置，所述方法包括：

采集視覺裝置獲得的圖像數據；

根據所述圖像數據進行目標識別，并控制行進裝置行進至目標位置；

對所述圖像數據進行分析處理，得到目標中的各個穴位坐標；

根據所述穴位坐標，控制末端裝置執行康復動作。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，對所述圖像數據進行分析處理，得到目標中的各個穴位坐標，包括：

對所述目標進行邊緣提取，獲得目標輪廓區域；

根據所述目標輪廓區域計算目標形心坐標；

根據所述目標匹配對應類別的目標穴位模板；

將所述目標形心坐標與所述目標穴位模板中的形心進行匹配，根據目標穴位模板中形心與其他穴位的位置關系，獲得所述目標中的各個穴位坐標。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，根據所述目標輪廓區域計算目標形心坐標，包括：

根據所述目標輪廓區域的各個像素坐標，計算所述目標輪廓區域的零階矩和一階矩；

根據所述零階矩和一階矩，計算所述目標形心坐標。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述零階矩通過以下公式進行計算：

其中，Q₀為零階矩，(x，y)為目標輪廓區域的各個像素的橫坐標和縱坐標，(m，n)為所述目標輪廓區域中一個角的橫坐標和縱坐標，(M，N)為所述目標輪廓區域中與(m，n)角相對的角的橫坐標和縱坐標，f(x,y)為目標輪廓區域的圖像灰度函數，f(x,y)＝k，k為常數；

所述一階矩通過以下公式進行計算：

其中，Q_1x為橫坐標一階矩，Q_1y為橫坐標一階矩，f(x,y)為目標輪廓區域的圖像灰度函數，f(x,y)＝k，k為常數，(x，y)為目標輪廓區域的各個像素的橫坐標和縱坐標；

所述目標形心坐標通過以下公式進行計算：

其中，x_c為目標形心橫坐標，y_c為目標形心縱坐標。

5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述目標穴位模板的類別依據尺寸差異劃分為子類；

對所述目標進行邊緣提取，獲得目標輪廓區域之后，還包括：

計算所述目標輪廓區域的尺寸，根據目標輪廓區域的尺寸，選擇對應類別中尺寸相當的子類目標穴位模板作為匹配的目標穴位模板。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，控制末端裝置執行康復動作，包括：

根據機械臂關節在康復動作中的初始角度和行進終止角度，進行多項式插值計算多項式因子，根據計算獲得的多項式因子，確定關節角度函數并控制機械臂關節在執行康復動作過程中的角度，以控制末端裝置執行康復動作；

所述多項式因子包括三次多項式因子和五次多項式因子；

所述三次多項式因子用于維持關節角度變化曲線和關節速度變化曲線平滑；

所述五次多項式因子用于維持關節角度變化曲線、關節速度變化曲線和關節加速度變化曲線平滑。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述三次多項式因子的關節角度函數通過以下公式表示：

ρ₁(t)＝λ₀+λ₁t²+λ₂t³；

λ₀＝ρ₀；

其中，ρ₁(t)為關節角度函數，λ₀、λ₁、λ₂為三次項因子，t為關節行進時間，t_d為關節行進終止時間，ρ₀為關節的初始角度，ρ_d為關節的行進終止角度。