机器人、机械臂及其控制方法和装置制造方法及图纸

技术编号:17826894 阅读:4 留言:0更新日期:2018-05-03 12:49
本发明专利技术公开了一种机器人、机械臂及其控制方法和装置。其中,该方法包括:根据机械臂所处环境的图像识别待抓取物体;确定待抓取物体与机械臂之间的目标距离;根据目标距离确定机械臂执行的目标动作,其中,目标动作用于指示命令机械臂抓取待抓取物体并将待抓取物体移动至目标位置。本发明专利技术解决了现有技术中机械臂的抓取精度较低的技术问题。

Robot, manipulator and its control methods and devices

The invention discloses a robot, a mechanical arm and a control method and device thereof. The method includes: to capture the object according to the image recognition of the environment of the manipulator, determine the target distance between the object and the manipulator, and determine the target action of the manipulator according to the target distance, in which the target action is used to indicate the command arm to grab the object to be captured and to move the object to be moved. To the target position. The invention solves the technical problem of low grasping accuracy of the mechanical arm in the prior art.

【技术实现步骤摘要】
机器人、机械臂及其控制方法和装置
本专利技术涉及控制领域,具体而言,涉及一种机器人、机械臂及其控制方法和装置。
技术介绍
现有的工业机器人、医疗机器人和家庭服务型机器等机器人的手臂,大部分是依靠比例-积分-微分控制器(ProportionIntegralDerivative,简称PID)等闭环控制算法,结合使用运动传感器、触觉传感器、压力传感器等检测到的相关参数作为反馈信号,不断调节机械臂的运用和机械臂的抓手的抓取力量,以完成对物体的抓取。现有技术中的大多数的机器人的机械臂采用上述的控制方法,但是采用上述控制方法的机械臂仅能对特定的形状的物体进行抓取,对非规则形物体则缺乏有效抓取的能力。同时,为了保证机械臂的抓取精度,研究人员会设置很多的传感器,因而会导致这样的机械臂控制系统成本过高,并且上述机械臂只能对特定的物体在特定的摆放角度下进行抓取,适应性较弱。针对上述的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种机器人、机械臂及其控制方法和装置,以至少解决现有技术中机械臂的抓取精度较低的技术问题。根据本专利技术实施例的一个方面,提供了一种机械臂的控制方法,包括:根据机械臂所处环境的图像识别待抓取物体;确定所述待抓取物体与所述机械臂之间的目标距离;根据所述目标距离确定所述机械臂执行的目标动作,其中,所述目标动作用于指示所述机械臂抓取所述待抓取物体并将所述待抓取物体移动至目标位置。根据本专利技术实施例的另一方面,还提供了一种机械臂的控制装置,包括:识别单元,用于根据机械臂所处环境的图像识别待抓取物体;第一确定单元,用于确定所述待抓取物体与所述机械臂之间的目标距离;第二确定单元,用于根据所述目标距离确定所述机械臂执行的目标动作,其中,所述目标动作用于指示所述机械臂抓取所述待抓取物体并将所述待抓取物体移动至目标位置。根据本专利技术实施例的另一方面,还提供了一种用于执行上述任一项所述的机械臂的控制方法的机械臂,包括:双目测距系统,用于识别所述机器人所处环境中的待抓取物体,并确定所述待抓取物体与所述机械臂之间的目标距离;控制器,用于根据所述目标距离确定所述机械臂执行的目标动作,其中,所述目标动作用于指示所述机械臂抓取所述待抓取物体并将所述待抓取物体移动至目标位置。根据本专利技术实施例的另一方面,还提供了一种机器人,包括上述任一项所述的机械臂。在本专利技术实施例中,采用根据机械臂所处环境的图像识别待抓取物体;确定所述待抓取物体与所述机械臂之间的目标距离;根据所述目标距离确定所述机械臂执行的目标动作,其中,所述目标动作用于指示所述机械臂抓取所述待抓取物体并将所述待抓取物体移动至目标位置的方式,通过根据机械臂所处环境的图像识别待抓取物体,以及确定机械臂与待抓取物体之间的目标距离,进而根据目标距离确定机械臂执行的目标动作,相对于现有技术中采用传感器确定待抓取物体的方式,在本不能专利技术中,采用机械臂所处环境的图像识别待抓取物体的方式,达到了精确控制机械臂抓取待抓取物体的目的,从而实现了提高机械臂的抓取精度的技术效果,进而解决了现有技术中机械臂的抓取精度较低的技术问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解,构成本申请的一部分,本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术,并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1是根据本专利技术实施例的一种机械臂的控制方法的流程图;图2是根据本专利技术实施例的一种可选地视觉识别装置的示意图;图3是根据本专利技术实施例的一种可选地基因序列的示意图;图4是根据本专利技术实施例的另一种可选地机械臂的控制方法的流程图;图5是根据本专利技术实施例的一种机械臂的控制装置的示意图;以及图6是根据本专利技术实施例的一种机械臂的示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案,下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是,本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。根据本专利技术实施例,提供了一种机械臂的控制方法的实施例,需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。图1是根据本专利技术实施例的一种机械臂的控制方法的流程图,如图1所示,该方法包括如下步骤:步骤S102,根据机械臂所处环境的图像识别待抓取物体。上述机械臂可以为任意一个机器人中的机械臂,在该机械臂上安装有抓手,该抓手用于抓取待抓取物体,其中,上述机械臂和抓手均包括多个关节(例如,机械臂的肘关节),在本专利技术实施例中可以通过调节上述机械臂的多个关节和抓手的多个关节的来调节机械臂的抓取姿态。在本专利技术实施例中,可以通过视觉识别装置获取机械臂所处环境的图像,进而在获取到的图像信息中识别待抓取物体。步骤S104,确定待抓取物体与机械臂之间的目标距离。在本专利技术实施例中,可以通过上述视觉识别装置协助机械臂在视觉识别装置的视线范围内搜索待抓取物体,并通过视觉识别装置检测待抓取物体到机器人的机械臂本身的大致距离(即,上述目标距离)。步骤S106,根据目标距离确定机械臂执行的目标动作,其中,目标动作用于指示命令机械臂抓取待抓取物体并将待抓取物体移动至目标位置。在确定待抓取物体到机器人的机械臂的大致距离(即,上述目标距离)之后,可以根据该目标距离确定机械臂执行的目标动作。执行该目标动作的机械臂能够成功抓取待抓取物体,并将待抓取物体由当前位置移动至目标位置,其中,对于一个待抓取物体,机械臂可以执行的目标动作可以有多个,即机械臂和机械臂的抓手可以通过执行多种动作将待抓取物体移动至目标位置。在本专利技术实施例中,通过根据机械臂所处环境的图像识别待抓取物体,以及确定机械臂与待抓取物体之间的目标距离,进而根据目标距离确定机械臂执行的目标动作,相对于现有技术中采用传感器确定待抓取物体的方式,在本不能专利技术中,采用机械臂所处环境的图像识别待抓取物体的方式,达到了精确控制机械臂抓取待抓取物体的目的,从而实现了提高机械臂的抓取精度的技术效果,进而解决了现有技术中机械臂的抓取精度较低的技术问题。在本专利技术实施例中,根据机械臂所处环境的图像识别待抓取物体具体为:采集机械臂所处环境的视频图像,其中,视频图像包括多帧图像,然后,识别多帧图像中的待抓取物体。在本专利技术实施例中,识别多帧图像中的待抓取物体,具体为:在多帧图像的每帧图像中添加滑动框,其中,滑动框的数量至少为一个,然后,当滑动框在每帧图像本文档来自技高网
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机器人、机械臂及其控制方法和装置

【技术保护点】
一种机械臂的控制方法,其特征在于,包括:根据机械臂所处环境的图像识别待抓取物体;确定所述待抓取物体与所述机械臂之间的目标距离;根据所述目标距离确定所述机械臂执行的目标动作,其中,所述目标动作用于指示命令所述机械臂抓取所述待抓取物体并将所述待抓取物体移动至目标位置。

【技术特征摘要】
1.一种机械臂的控制方法,其特征在于,包括:根据机械臂所处环境的图像识别待抓取物体;确定所述待抓取物体与所述机械臂之间的目标距离;根据所述目标距离确定所述机械臂执行的目标动作,其中,所述目标动作用于指示命令所述机械臂抓取所述待抓取物体并将所述待抓取物体移动至目标位置。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据机械臂所处环境的图像识别待抓取物体包括:采集所述机械臂所处环境的视频图像,其中,所述视频图像包括多帧图像;识别所述多帧图像中的待抓取物体。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,识别所述多帧图像中的待抓取物体包括:在所述多帧图像的每帧图像中添加滑动框,其中,所述滑动框的数量至少为一个;当所述滑动框在所述每帧图像中滑动时,获取处于所述滑动框内的图像像素;通过预先设置的目标分类器从处于所述滑动框内的图像像素中识别出所述待抓取物体。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,确定所述待抓取物体与所述机械臂之间的目标距离包括:采集所述待抓取物体的第一图像和第二图像,其中,所述第一图像通过第一摄像头采集,所述第二图像通过第二摄像头采集,所述第一摄像头与所述第二摄像头设置在相同的水平面上;利用所述第一图像和所述第二图像的图像参数,按照如下公式确定所述目标距离D,所述公式为:其中,b表示所述第一摄像头的中线与所述第二摄像头的中线之间的距离;x1表示所述第一摄像头的投影距离,x2表示所述第二摄像头的投影距离;f表示所述第一摄像头的镜头长度和所述第二摄像头的镜头长度。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述目标距离确定所述机械臂执行的目标动作包括:根据所述目标距离控制所述机械臂移动至所述待抓取物体所在的第一范围,其中,处于所述第一范围内的所述机械臂接触所述待抓取物体;在所述第一范围内确定所述机械臂执行的所述目标动作。6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在所述第一范围内确定所述机械臂执行的所述目标动作包括:在所述第一范围内确定所述机械臂执行的目标移动动作,以及在所述第一范围内确定所述机械臂的抓手执行的目标抓取动作,其中,所述目标移动动作用于指示命令所述机械臂移动至所述待抓取物体所在的位置,所述目标抓取动作用于指示命令所述抓手抓取所述待抓取物体。7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在所述第一范围内确定所述机械臂执行的目标移动动作包括:将初始移动动作序列作为当前移动动作序列,执行以下步骤,直到确定出所述目标移动动作:控制所述机械臂对所述当前移动动作序列执行移动训练操作,得到当前移动训练值;根据所述当前移动动作序列生成所述当前移动动作序列的下一个移动动作序列;对所述下一个移动动作序列执行所述移动训练操作,得到下一个移动训练值;判断所述下一个移动训练值与所述当前移动训练值的差值是否满足第一预设条件;如果所述下一个移动训练值与所述当前移动训练值的差值满足所述第一预设条件,则将所述下一个移动动作序列作为所述目标移动动作;如果所述下一个移动训练值与所述当前移动训练值的差值不满足所述第一预设条件,将所述下一个移动动作序列作为当前移动动作序列。8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,确定所述第一范围内所述机械臂的抓手执行的目标抓取动作包括:将初始抓取动作序列作为当前抓取动作序列,执行以下步骤,直到确定出所述目标抓取动作:控制所述机械臂的抓手对所述当前抓取动作序列执行抓取训练操作,得到当前抓取训练值;根据所述当前抓取动作序列生成所述当前抓取动作序列的下一个抓取动作序列;对所述下一个抓取动作序列执行所述抓取训练操作,得到下一个抓取训练值;判断所述下一个抓取训练值与所述当前抓取训练值的差值是否满足第二预设条件;如果所述下一个抓取训练值与所述当前抓取训练值的差值满足所述第二预设条件,则将所述下一个抓取动作序列作为所述目标抓取动作;如果所述下一个抓取训练值与所述当前抓取训练值的差值不满足所述第二预设条件,将所述下一个抓取动作序列作为当前抓取动作序列。9.一种机械臂的控制装置,其特征在于,包括:识别单元,用于根据机械臂所处环境的图像识别待抓取物体;第一确定单元,用于确定所述待抓取物体与所述机械臂之间的目标距离;第二确定单元,用于根据所述目标距离确定所述机械臂执行的目标动作,其中,所述目标动作用于指示命令所述机械臂抓取所述待抓取物体并将所述待抓取物体移动至目标位置。10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述识别单元包括:采集子单元,用于采集所述机械臂所处环境的视频图像,其中,所述视频图像包括多...

【专利技术属性】
技术研发人员:不公告发明人
申请(专利权)人:深圳光启合众科技有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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