[发明专利]一种机器人的智能动作和目标的动态位姿实时融合的方法

说明书

本发明公开了一种机器人的智能动作和目标的动态位姿实时融合的方法，包括系统调度中心、语音子系统、视觉子系统以及机械臂子系统，方法如下：系统调度中心向语音子系统轮询用户需要的动作类型和操作目标，直至得到用户明确反馈的动作类型和操作目标；系统调度中心把待操作目标传给视觉子系统，视觉子系统开始搜寻目标；系统调度中心把当前的目标位姿传给机械臂子系统，机械臂子系统依据当前位姿对工具中心点进行路径设计和轨迹规划，随之向目标运动。本发明中，机器人动作类型丰富，机械臂运动过程动态感知并解算，轨迹规划光顺快速，智能程度高。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体是指一种机器人的智能动作和目标的动态位姿实时融合的方法。

背景技术

随着计算机技术、传感器技术和人工智能等技术的快速发展，机器人技术也变得日趋成熟，而其中对机器人完成一系列动作的智能化程度的需求也越来越高，在家用服务、航天、工业等众多的行业中扮演着越来越重要的角色，这些各种各样的机器人能够在特定环境下很好地完成工作。

但是目前的机器人还是存在很多不足之处。因为大多数情况下机器人的工作环境是未知或者不确定的，机器人还不能很好地根据目标的动态位姿实时完成智能动作调节。为此，我们提出了一种机器人的智能动作和目标的动态位姿实时融合的方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为一种机器人的智能动作和目标的动态位姿实时融合的方法：

一种机器人的智能动作和目标的动态位姿实时融合的方法，包括系统调度中心、语音子系统、视觉子系统以及机械臂子系统，所述方法的具体步骤如下：

步骤一：所述系统调度中心向语音子系统轮询用户需要的动作类型和操作目标，直至得到用户明确反馈的动作类型和操作目标；

步骤二：所述系统调度中心把待操作目标传给视觉子系统，所述视觉子系统开始搜寻目标；若搜寻失败，通过所述语音子系统告知用户，用户决定终止，此次动作结束，用户重新指定要操作的目标，并返回步骤一；若搜寻成功，所诉系统调度中心获得当前的目标位姿。

步骤三：所述系统调度中心把当前的目标位姿传给机械臂子系统，所述机械臂子系统依据当前位姿对工具中心点进行路径设计和轨迹规划，随之向目标运动。

作为改进，所述机械臂子系统控制机械臂运动。

作为改进，在运动过程中，当所述视觉子系统发现目标位姿有变化，报告所述系统调度中心，所述系统调度中心把当前变化的目标位姿实时传给机械臂子系统，所述机械臂子系统依据目标位姿和当前的运动状态重新调整后续的路径设计和相应的轨迹规划，确保当前位置的运动状态衔接光顺；若当前衔接位置的融合半径小于机械臂的最小融合半径，则规划失败，运动中止，同时报告所述系统调度中心，所述系统调度中心通过语音子系统告知用户目标位姿异常，运动中止；若规划可行，则机械臂继续向目标运动；若目标位姿继续变化，则重复该步骤，直至完成用户要求的动作，或因规划失败提前中止。

作为改进，所述轨迹规划的方法为：采用参照所述机械臂的最小融合半径来规划；当前位置所述机械臂运动状态可以是非静止的并作为初态，用七次多项式来重新规划，确保该位置所述机械臂各关节新规划的加速度也是光顺的，若规划失败，即可中止运动。

作为改进，所述视觉子系统内设有视觉传感器，所述视觉传感器集成了平面视觉以及深度视觉。

作为改进，当操作目标体具有明显几何体特征时，所述目标位姿的确定方法为：所述平面视觉检测出操作目标体正面的三个关键点，将这三个关键点的像素位置反投到所述深度视觉中，得到它们真实的空间位置；确保三个关键点不共线，若共线，由所述平面视觉重检一个关键点来替代前面任一关键点，重新反投到深度视觉中；这三个关键点任意组成两个向量，通过两个向量的叉积能够解出所述操作目标体正面的法向量，所述法向量即为操作目标体的目标位姿。