一种与机器人的交互方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

技术编号:20342460 阅读:31 留言:0更新日期:2019-02-16 09:21
本发明专利技术实施例公开一种与机器人的交互方法、装置、电子设备及存储介质,该方法包括:通过获取通过视觉传感器采集的操作员的骨骼坐标数据;根据所述骨骼坐标数据,确定由基准关节到关联关节的关联部位在以基准关节作为基点构建的坐标系中的转动角度;控制机器人中相应关节部位依据所述转动角度运动。其中,在基准关节坐标系下计算关节之间的关联部位的转动角度,进一步通过角度映射控制机器人的相应的关联部位的运动,由于角度算法更加简单,计算速度快,可以使机器人的关联部位作仿人的跟随运动,提升了自然交互性能。

【技术实现步骤摘要】
一种与机器人的交互方法、装置、电子设备及存储介质
本专利技术涉及互联网
,尤其涉及一种与机器人的交互方法装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
近年来,智能机器人产业尤其是仿人机器人行业十分火热,各行各业都出现了仿人机器人替代人工的热潮。一些高档餐厅、酒店、银行等尝试让机器人去做一些接待服务,比如让机器人做服务员,在银行迎客等,这些接待机器人的应用吸引了人们的注意。但是目前这些接待机器人在接待时动作不自然,比如机械臂不能柔顺运动。现有技术中采用的视觉遥控方法,需要视觉传感器捕捉人体的动作,再将人的动作通过算法映射到机械臂上,做动作时机械臂也会做出相应的动作。但是,由于映射算法的复杂性,导致机器人的动作不够拟人,不能及时跟随人的动作。
技术实现思路
本专利技术提供一种与机器人的交互方法装置、电子设备及存储介质,可以实现器人手臂的仿人跟随运动,提升了自然交互性能。第一方面,本专利技术实施例提供了一种与机器人的交互方法,所述方法包括:获取通过视觉传感器采集的操作员的骨骼坐标数据;根据所述骨骼坐标数据,确定由基准关节到关联关节的关联部位在以基准关节作为基点构建的坐标系中的转动角度;控制机器人中相应关节部位依据所述转动角度运动。进一步的,根据所述骨骼坐标数据,确定由基准关节到关联关节的关联部位在以基准关节作为基点构建的坐标系中的转动角度,包括:根据所述骨骼坐标数据,确定以基准关节为基点的坐标系基矢,以及由所述基准关节到关联关节的关联部位向量;确定所述关联部位向量与所述坐标系基矢之间的夹角,作为所述关联部位的转动角度。进一步的,确定由基准关节到关联关节的关联部位在以基准关节作为基点构建的坐标系中的转动角度之后,还包括:将所述关联关节作为新基准关节,将与所述关联关节连接的另一关节作为新关联关节,并构建以所述新基准关节为基点的新坐标系;根据所述骨骼坐标数据以及已确定的关联部位的转动角度,确定新坐标系基矢,以及由所述新基准关节到新关联关节的新关联部位向量;确定所述新关联部位向量与所述新坐标系基矢之间的夹角,作为所述新关联部位的转动角度。进一步的,所述骨骼坐标数据包括:头、颈、肩和肘关节的坐标,分别为(xh,yh,zh),(xn,yn,zn),(xs,ys,zs)和(xe,ye,ze);相应的,根据所述骨骼坐标数据,确定由基准关节到关联关节的关联部位在以基准关节作为基点构建的坐标系中的转动角度,包括:通过以下公式确定以肩坐标为基点的坐标系下的基矢和由肩关节到肘关节的关联部位的向量通过以下公式确定所述肩关节到肘关节的关联部位的向量与基矢的夹角:其中,为一组单位正交基矢,为在所成平面上的投影向量;θ1和θ2分别是与和的夹角。进一步的,所述骨骼坐标数据还包括:腕关节的坐标(xw,yw,zw);相应的,在计算所述肩关节到肘关节的关联部位的向量与基矢的夹角之后,还包括:通过以下公式确定以肘关节坐标为基点的坐标系下的基矢和由肘到腕关节的关联部位的向量通过以下公式确定由肘到腕关节的关联部位的向量与基矢的夹角:其中,为一组单位正交基矢,为在所成平面上的投影向量;θ3和θ4分别是与和的夹角。进一步的,在获取通过视觉传感器采集的操作员的骨骼坐标数据之后,还包括:利用高斯滤波器对所述骨骼坐标数据进行滤波。第二方面,本专利技术实施例提供了一种与机器人的交互装置,所述装置包括:骨骼数据获取模块,用于获取通过视觉传感器采集的操作员的骨骼坐标数据;转动角度确定模块,用于根据所述骨骼坐标数据,确定由基准关节到关联关节的关联部位在以基准关节作为基点构建的坐标系中的转动角度;机器人控制模块,用于控制机器人中相应关节部位依据所述转动角度运动。第三方面,本专利技术实施例提供了一种电子设备,所述电子设备包括:一个或多个处理器;存储装置,用于存储一个或多个程序;当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如本专利技术实任意实施例中所述的一种与机器人的交互方法。第四方面,本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现本专利技术实任意实施例中所述的一种与机器人的交互方法。本专利技术实施例中,获取通过视觉传感器采集的操作员的骨骼坐标数据;根据所述骨骼坐标数据,确定由基准关节到关联关节的关联部位在以基准关节作为基点构建的坐标系中的转动角度;控制机器人中相应关节部位依据所述转动角度运动。其中,在基准关节坐标系下计算关节之间的关联部位的转动角度,进一步通过角度映射控制机器人的相应的关联部位的运动,由于角度算法更加简单,计算速度快,可以使服务机器人的关联部位作仿人的跟随运动,提升了自然交互性能。附图说明图1是本专利技术实施例一中的一种与机器人的交互方法的流程图。图2是本专利技术实施例二中的一种与机器人的交互方法的流程图。图3是本专利技术实施例二中的肩关节到肘关节的关联部位的角度求解示意图。图4是本专利技术实施例二中的肘关节到腕关节的关联部位的角度求解示意图。图5是本专利技术实施例二中的机器人的机械臂关节的角度示意图。图6是本专利技术实施例三中的一种与机器人的交互装置的结构示意图。图7是本专利技术实施例四中的一种电子设备的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术,而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种与机器人的交互方法的流程图,本实施例可适用于与机器人交互的情况,该方法可以由机器人的交互装置来执行,该装置可通过软件和/或硬件实现,该方法具体包括如下步骤:S110、获取通过视觉传感器采集的操作员的骨骼坐标数据。其中,视觉传感器是用于获取足够的机器视觉系统要处理的最原始图像,具体可以是采集操作员的骨骼、骨架姿态图像信息,比如可以利用Kinect传感器采集到操作员的各关节的位置信息。骨骼坐标数据可以是以所述视觉传感器为基点的坐标系下的操作员的各关节的三维坐标数据,比如头的坐标数据,颈的坐标数据、肩的坐标数据。坐标具体可以是指获取到的操作人的图像信息中骨架位置,比如头的坐标位置可以是头部的中心点,颈的坐标可以为颈部位的中心点,肩的坐标可以是肩关节点的位置等。S120、根据所述骨骼坐标数据,确定由基准关节到关联关节的关联部位在以基准关节作为基点构建的坐标系中的转动角度。其中,基准关节可以是骨骼坐标数据中的某个可以选择作为坐标系基点的关节。关联关节可以是与基准关节关联的其他关节。以基准关节的坐标作为基点建立坐标系,在该坐标系下计算关联部位的转动角度。比如,若肩关节作为基准关节,与肩关节关联的关节可以是肘关节,关联部位可以是由肩关节到肘关节的部位,则在肩关节的坐标系下,计算由肩关节到肘关节的关联部位的转动角度,具体可以是某一个时刻的肩关节到肘关节的关联部位与坐标系的基矢的角度。S130、控制机器人中相应关节部位依据所述转动角度运动。具体的,根据计算出的关联部位的转动角度控制机器人相应部位对应舵机的运动情况,来实现仿人运动的跟随。示例性的,通过计算手臂各部位的角度,相应控制机器人的机械臂中的对应的舵机,使机械臂的相应部位转动相应的角度。可选的,根据所述骨骼坐标数据,确定由基准关节到关联本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种与机器人的交互方法,其特征在于,所述方法包括:获取通过视觉传感器采集的操作员的骨骼坐标数据;根据所述骨骼坐标数据,确定由基准关节到关联关节的关联部位在以基准关节作为基点构建的坐标系中的转动角度;控制机器人中相应关节部位依据所述转动角度运动。

【技术特征摘要】
1.一种与机器人的交互方法,其特征在于,所述方法包括:获取通过视觉传感器采集的操作员的骨骼坐标数据;根据所述骨骼坐标数据,确定由基准关节到关联关节的关联部位在以基准关节作为基点构建的坐标系中的转动角度;控制机器人中相应关节部位依据所述转动角度运动。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述骨骼坐标数据,确定由基准关节到关联关节的关联部位在以基准关节作为基点构建的坐标系中的转动角度,包括:根据所述骨骼坐标数据,确定以基准关节为基点的坐标系基矢,以及由所述基准关节到关联关节的关联部位向量;确定所述关联部位向量与所述坐标系基矢之间的夹角,作为所述关联部位的转动角度。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,确定由基准关节到关联关节的关联部位在以基准关节作为基点构建的坐标系中的转动角度之后,还包括:将所述关联关节作为新基准关节,将与所述关联关节连接的另一关节作为新关联关节,并构建以所述新基准关节为基点的新坐标系;根据所述骨骼坐标数据以及已确定的关联部位的转动角度,确定新坐标系基矢,以及由所述新基准关节到新关联关节的新关联部位向量;确定所述新关联部位向量与所述新坐标系基矢之间的夹角,作为所述新关联部位的转动角度。4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述骨骼坐标数据包括:头、颈、肩和肘关节的坐标,分别为(xh,yh,zh),(xn,yn,zn),(xs,ys,zs)和(xe,ye,ze);相应的,根据所述骨骼坐标数据,确定由基准关节到关联关节的关联部位在以基准关节作为基点构建的坐标系中的转动角度,包括:通过以下公式确定以肩坐标为基点的坐标系下的基矢和由肩关节...

【专利技术属性】
技术研发人员:邹翼波苏衍宇唐凌锋姚强
申请(专利权)人:苏州博众机器人有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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