[發(fā)明專利]基于軌跡規(guī)劃的機(jī)器人的控制方法、裝置和康復(fù)機(jī)器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210478529.9
• 申請日: 2022-05-05
• 公開（公告）號: CN115047823A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳鑫;顧捷
• 申請（專利權(quán)）人: 上海傅利葉智能科技有限公司
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19;A63B23/12;G05D17/02
• 代理公司: 北京康盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11331
• 代理人: 楊國勇

本申請涉及機(jī)器人運動控制技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于軌跡規(guī)劃的機(jī)器人的控制方法。該基于軌跡規(guī)劃的機(jī)器人的控制方法包括：獲得由起始位置至終止位置的當(dāng)前軌跡方程；其中，當(dāng)前軌跡方程的確定，包括：獲得預(yù)設(shè)軌跡方程；獲得預(yù)設(shè)軌跡方程中每個位置對應(yīng)的理論肌肉出力；根據(jù)與全部理論肌肉出力之和相關(guān)的優(yōu)化目標(biāo)，對預(yù)設(shè)軌跡方程中的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以獲得當(dāng)前軌跡方程；根據(jù)當(dāng)前軌跡方程控制機(jī)器人。采用該基于軌跡規(guī)劃的控制方法可降低訓(xùn)練過程對康復(fù)訓(xùn)練師或教練的技能或知識的要求。本申請還公開一種基于軌跡規(guī)劃的機(jī)器人的控制裝置和康復(fù)機(jī)器人。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及機(jī)器人運動控制技術(shù)領(lǐng)域，例如涉及一種基于軌跡規(guī)劃的機(jī)器人的控制方法、裝置和康復(fù)機(jī)器人。

背景技術(shù)

目前，在用戶的康復(fù)訓(xùn)練過程中，康復(fù)機(jī)器人可發(fā)揮極大的輔助作用。在用戶自身無法完成既定動作的情況下，康復(fù)機(jī)器人為用戶提供助力，用戶在康復(fù)機(jī)器人的輔助下完成既定動作。在康復(fù)機(jī)器人的控制方法中，可采用阻抗控制策略，使康復(fù)機(jī)器人的運行狀態(tài)適應(yīng)用戶與康復(fù)機(jī)器人之間的交互力的變化，提高用戶的參與感。

在實現(xiàn)本申請實施例的過程中，發(fā)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)中至少存在如下問題：

在康復(fù)訓(xùn)練或其他訓(xùn)練過程中，通常由康復(fù)訓(xùn)練師或教練依據(jù)經(jīng)驗規(guī)定既定動作，用戶通過執(zhí)行該既定動作達(dá)到一定的訓(xùn)練效果，這對康復(fù)訓(xùn)練師或教練的技能或知識要求比較高。

發(fā)明內(nèi)容

為了對披露的實施例的一些方面有基本的理解，下面給出了簡單的概括。所述概括不是泛泛評述，也不是要確定關(guān)鍵/重要組成元素或描繪這些實施例的保護(hù)范圍，而是作為后面的詳細(xì)說明的序言。

本申請實施例提供了一種基于軌跡規(guī)劃的機(jī)器人的控制方法、裝置和康復(fù)機(jī)器人，以降低康復(fù)訓(xùn)練或其他訓(xùn)練過程中康復(fù)訓(xùn)練師或教練的技能或知識的要求。

在一些實施例中，基于軌跡規(guī)劃的機(jī)器人的控制方法包括：獲得由起始位置至終止位置的當(dāng)前軌跡方程；其中，所述當(dāng)前軌跡方程的確定，包括：獲得預(yù)設(shè)軌跡方程；獲得所述預(yù)設(shè)軌跡方程中每個位置對應(yīng)的理論肌肉出力；根據(jù)與全部理論肌肉出力之和相關(guān)的優(yōu)化目標(biāo)，對所述預(yù)設(shè)軌跡方程中的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以獲得所述當(dāng)前軌跡方程；根據(jù)所述當(dāng)前軌跡方程控制機(jī)器人。

可選地，獲得所述預(yù)設(shè)軌跡方程中每個位置對應(yīng)的理論肌肉出力，包括：根據(jù)位置與骨骼幾何數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系，確定所述預(yù)設(shè)軌跡方程中每個位置對應(yīng)的預(yù)設(shè)骨骼幾何數(shù)據(jù)；根據(jù)位置與理論受力的對應(yīng)關(guān)系，確定所述預(yù)設(shè)軌跡方程中每個位置對應(yīng)的預(yù)設(shè)理論受力；根據(jù)骨骼幾何數(shù)據(jù)、理論受力以及肌肉出力的對應(yīng)關(guān)系，確定每個位置處的所述預(yù)設(shè)骨骼幾何數(shù)據(jù)和所述預(yù)設(shè)理論受力對應(yīng)的所述理論肌肉出力。

可選地，根據(jù)位置與骨骼幾何數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系，確定所述預(yù)設(shè)軌跡方程中每個位置對應(yīng)的預(yù)設(shè)骨骼幾何數(shù)據(jù)，包括：獲得預(yù)設(shè)骨骼模型以及預(yù)設(shè)用戶位置；將所述預(yù)設(shè)用戶位置以及所述預(yù)設(shè)軌跡方程中每個位置輸入所述預(yù)設(shè)骨骼模型，獲得與所述預(yù)設(shè)軌跡方程中每個位置對應(yīng)的預(yù)設(shè)骨骼幾何數(shù)據(jù)。

可選地，根據(jù)位置與理論受力的對應(yīng)關(guān)系，確定所述預(yù)設(shè)軌跡方程中每個位置對應(yīng)的預(yù)設(shè)理論受力，包括：獲得所述預(yù)設(shè)軌跡方程的每個位置對應(yīng)的預(yù)設(shè)加速度；將所述預(yù)設(shè)加速度與機(jī)器人的預(yù)設(shè)慣性參數(shù)的乘積，確定為所述預(yù)設(shè)軌跡方程的每個位置對應(yīng)的預(yù)設(shè)理論受力。

可選地，與全部理論肌肉出力之和相關(guān)的優(yōu)化目標(biāo)，包括：以全部理論肌肉出力之和最大為優(yōu)化目標(biāo)；或者，以全部理論肌肉出力之和與預(yù)設(shè)肌肉出力的差值最小為優(yōu)化目標(biāo)。