[发明专利]一种机器人运动控制方法及设备

说明书

本发明实施例公开了一种机器人运动控制方法及设备，该方法包括：对机器人的当前帧图像进行处理，以获取所述机器人在所述当前帧图像中的质心位置；获取所述机器人的移动方向，其中所述移动方向是所述机器人在前一帧图像和所述当前帧图像中的质心的移动方向；根据所述机器人的移动方向和预定移动方向的偏差，获取所述机器人的校正方向；利用所述校正方向，控制驱动装置驱动所述机器人运动，以使得所述机器人的运动路径趋近预定路径。通过上述方式，本发明可以提高机器人运动控制的精度和稳定性。

技术领域

本发明实施例涉及机器人领域，特别是涉及一种机器人运动控制方法、设备及具有存储功能的装置。

背景技术

现今，机器人在医疗、工业、生物等多个领域应用越来越广，对机器人，尤其是在液体中运动的微型机器人，运动控制精度和稳定性要求也越来越高。现有技术中，通常使用两部内外标定后的摄像机对液体中的微型机器人图像进行质心提取和主轴定位，继而完成其三维空间的位姿重建，该位姿决定了微型机器人的姿态和前进方向，然后将该重建结果反馈至位置闭环，在该位置闭环中计算该重建结果与预先给定的数据之间的误差，并将该误差传递给转向闭环，通过一个比例-积分控制器输出合适的磁场轴方向，利用该磁场轴方向，磁场驱动装置驱动3D亥姆霍兹线圈产生旋转的磁场，最终实现微型机器人位姿的闭环控制。

但是，上述方法中三维空间的位姿重建的精度依赖于摄像机标定的精度以及相关特征选取和计算的精度，该部分误差位于控制闭环外，无法通过闭环校正。此外，由于机器人运动过程中可能存在扰动，上述方法中的主轴方向未必是微型机器人实际的前进方向，则利用该主轴方向计算出的误差未必是微型机器人位姿的真正误差，因此上述方法存在控制模型失配的问题，稳定性不高。

发明内容

本发明实施例主要解决的技术问题是提供一种机器人运动控制方法、设备及具有存储功能的装置，能够提高机器人运动控制的精度和稳定性。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一个技术方案是：提供一种机器人运动控制方法，包括：对机器人的当前帧图像进行处理，以获取机器人在当前帧图像中的质心位置；获取机器人的移动方向，其中移动方向是机器人在前一帧图像和当前帧图像中的质心的移动方向；根据机器人的移动方向和预定移动方向的偏差，获取机器人的校正方向；利用该校正方向，控制驱动装置驱动机器人运动，以使得机器人的运动路径趋近预定路径。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的另一个技术方案是：提供一种机器人运动控制设备，包括：相互连接的处理器和通信电路；通信电路用于与外部设备进行通信；处理器用于执行指令以实现如上所述的方法。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的又一个技术方案是：提供一种具有存储功能的装置，存储有指令，该指令被执行时实现如上所述的方法。

本发明实施例的有益效果是：在本发明实施例的方法中，通过对机器人的当前帧图像进行处理，以获取机器人在当前帧图像中的质心位置，然后将机器人在前一帧图像和当前帧图像中的质心的移动方向，作为机器人的移动方向，根据机器人的移动方向和预定移动方向的偏差，获取机器人的校正方向，最后利用该校正方向，控制驱动装置驱动机器人运动，以使得机器人的运动路径趋近预定路径。上述实施例中，机器人的校正方向和反馈的移动方向均使用图像特征，从而可以直接在图像空间中完成闭环控制，无需三维重建，减少由于存在闭环外的误差导致控制精度下降的可能性，提高机器人运动控制的精度；而且使用时间上前后两帧机器人的质心的移动方向作为机器人的移动方向，该特征正是机器人移动方向的定义，因此不存在模型失配的问题，有效提高机器人运动控制的稳定性。

附图说明

图1是本发明机器人运动控制方法第一实施例的流程示意图；

图2是机器人在当前帧图像中的质心位置以及预设路径的场景示意图；

图3是本发明机器人运动控制方法采用的双闭环控制结构示意图；