[发明专利]一种机器人移动控制方法、系统及惯性传感控制装置

说明书

本发明涉及一种机器人移动控制方法，包括：获取惯性传感器的角速度数据，对所述角速度数据进行滤波预处理；根据所述角速度数据建立四元数微分方程，利用龙格‑库塔法求解所述四元数微分方程，获取包括目标姿态角的姿态矩阵；将目标姿态角从载体坐标系转换为导航坐标系；将所述导航坐标系中的目标姿态角中不在阈值范围内的目标姿态角排除；根据阈值范围内的目标姿态角控制机器人动作。本发明可以利用惯性传感器控制机器人移动，具有较高精度和良好在线识别效果，普适性强，应用前景价值较好。本发明还提供一种机器人移动控制系统及惯性传感控制装置。

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，尤其涉及一种机器人移动控制方法、系统及惯性传感控制装置。

背景技术

在众多的扩展应用中，人机交互方式占据着一个重要的角色，人与机器人交互则是机器人技术领域、尤其是生活辅助机器人领域的重要课题。一直以来，人们寻找更自然、更人性化的人机交互方式的脚步从未停止过，而利用手势来控制机器人可以代替复杂繁琐的程序操作，简单方便地操纵机器人，向机器人发布命令，与机器人进行交互，已成为研究的热点。

手势识别本质是根据用户的手势微小操作来感知用户的操作意图，属于多通道交互的范畴，其研究内容涉及到模式识别、机器人、图像处理、计算机视觉等一系列相关学科。手势识别的研究不仅可以在一定程度上促进这些学科的发展，而且因为手势动作的一些先天固有优点，其还具有很大的现实意义。

目前手势识别主要有2种方法，一种是基于视觉的手势识别技术，该技术发展比较早也相对成熟，但对设备和环境要求严格，使用局限性较大。另一种是基于惯性传感器的手势识别技术，该技术不受环境、光线的影响，主要通过测量加速度和角速度的变化，从而进行手势识别，但惯性传感器存在漂移误差，在手势识别，例如判断手指这种微小动作中仍存在精度不高判断不准的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种机器人移动控制方法、系统及惯性传感控制装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种机器人移动控制方法，包括：

S1，获取惯性传感器的角速度数据；

S2，对所述角速度数据进行在线自适应滤波的预处理；

S3，根据经在线自适应滤波预处理的所述角速度数据建立四元数微分方程，利用龙格-库塔法求解所述四元数微分方程，获取包括目标姿态角的姿态矩阵；

S4，将目标姿态角从载体坐标系转换为导航坐标系；

S5，将所述所述导航坐标系中的目标姿态角中不在阈值范围内的目标姿态角排除；

S6，根据阈值范围内的目标姿态角控制机器人动作。

本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种机器人移动控制系统，包括：

采集单元，用于获取惯性传感器的角速度数据；

预处理单元，用于对所述角速度数据进行在线自适应滤波的预处理；

处理单元，用于根据经在线自适应滤波预处理的所述角速度数据建立四元数微分方程，利用龙格-库塔法求解所述四元数微分方程，获取包括目标姿态角的姿态矩阵；

坐标系转换单元，用于将目标姿态角从载体坐标系转换为导航坐标系；

筛选单元，用于将所述所述导航坐标系中的目标姿态角中不在阈值范围内的目标姿态角排除；

控制单元，用于根据阈值范围内的目标姿态角控制机器人动作。

本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种惯性传感控制装置，包括上述技术方案所述的机器人移动控制系统，所述惯性传感控制装置与机器人无线通信。