一种辅助机器人控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种辅助机器人控制方法及系统，涉及机器人技术领域。该方法包括：获取期望运动轨迹；获取预测的下一刻运动轨迹；计算轨迹位置差值；获得运动补偿力；获取实际运动力；获取实际运动轨迹；计算偏差力；计算运动位置；计算运动位置差值；根据运动位置差值控制辅助机器人的电机；更新实际运动力和实际运动轨迹，并重新计算偏差力；当运动位置差值为零时，停止控制电机。该方法同时采集辅助对象的期望运动轨迹和实际运动能力，通过比较两者偏差控制辅助机器人对辅助对象的运动给予辅助，实现了对辅助对象的按需辅助，在充分发挥辅助对象运动能力的同时，给予一定的运动补偿，加强运动效果。

A Control Method and System for Auxiliary Robot

【技术实现步骤摘要】
一种辅助机器人控制方法及系统
本专利技术涉及机器人
，特别是涉及一种辅助机器人控制方法及系统。
技术介绍
机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。现有对辅助机器人的控制方法以标准机器人的运动为模板，控制辅助机器人进行重复，没有考虑辅助机器人辅助对象的运动意图。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种辅助机器人控制方法及系统，解决了没有考虑辅助对象的运动意图的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种辅助机器人控制方法，包括：获取辅助机器人的辅助对象的期望运动轨迹；获取预测的所述辅助对象的下一刻运动轨迹；计算所述期望运动轨迹和所述下一刻运动轨迹的轨迹位置差值；根据所述轨迹位置差值获得运动补偿力；获取实际运动力；获取所述辅助机器人的实际运动轨迹；所述实际运动轨迹包括所述辅助机器人的实际运动位置；计算所述实际运动力与所述运动补偿力的偏差力；根据所述偏差力计算所述辅助机器人的运动位置；根据所述运动位置和所述实际运动位置得到运动位置差值；判断所述运动位置差值是否为零，得到第一判断结果；当所述第一判断结果为否时，根据所述运动位置差值控制所述辅助机器人的电机；更新所述实际运动力和所述实际运动轨迹，并返回“计算所述实际运动力与所述运动补偿力的偏差力”；当所述第一判断结果为是时，停止控制所述电机，完成所述预测的所述辅助对象的下一刻运动轨迹；判断是否完成所述期望运动轨迹，得到第二判断结果；当所述第二判断结果为否时，更新所述下一刻运动轨迹，并返回“计算所述期望运动轨迹和所述下一刻运动轨迹的轨迹位置差值”；当所述第二判断结果为是时，发出完成信号。可选的，获取辅助机器人的辅助对象的期望运动轨迹，具体包括：获取所述标准对象的期望运动轨迹，具体包括：获取所述标准对象的标准电信号和标准运动数据；对所述标准电信号进行预处理，得到预处理的标准电信号；提取所述预处理的标准电信号的标准电特征；根据所述标准电特征和所述标准运动数据通过轨迹辨识模型得到所述标准对象的期望运动轨迹；所述标准机器人的标准对象的期望运动轨迹与所述辅助对象的期望运动轨迹相对应。可选的，所述获取预测的所述辅助对象的下一刻运动轨迹，具体包括：获取所述辅助对象的电信号和运动数据；对所述电信号进行预处理，得到预处理的电信号；提取所述预处理的电信号的电特征；根据所述电特征和所述运动数据通过轨迹预测模型得到预测的所述辅助对象的下一刻运动轨迹。可选的，所述根据所述轨迹位置差值获得运动补偿力，具体包括：根据所述轨迹位置差值通过获得所述运动补偿力；公式中τ表示所述运动补偿力；M(q)表示辅助对象的质量矩阵；q表示所述辅助对象的位置；表示所述辅助对象的加速度；表示科式力矩阵和离心力矩阵；表示所述辅助对象的速度；G(q)表示引力矢量；所述位置、所述速度和所述加速度均通过所述运动位置差值计算得到。可选的，所述获取实际运动力，具体包括：所述辅助机器人上设置多个压力传感器，所述实际运动力为多个所述压力传感器的平均值。可选的，所述根据所述偏差力计算所述辅助机器人的运动位置，具体包括：根据所述偏差力通过计算获得所述运动位置；公式中ΔF表示所述偏差力；K表示阻抗控制器的弹性系数矩阵；Xd表示所述辅助机器人的运动位置；X表示所述辅助机器人的实际运动轨迹；B为阻抗控制器的阻尼系数矩阵；表示由所述实际运动轨迹与时间微分得到的运动速度；M为阻尼控制器的刚度系数矩阵；表示由所述运动速度与所述时间微分得到的运动加速度。一种辅助机器人控制系统，包括：期望运动轨迹获取模块，用于获取辅助机器人的辅助对象的期望运动轨迹；预测的下一刻运动轨迹获取模块，用于获取预测的所述辅助对象的下一刻运动轨迹；轨迹位置差值计算模块，用于计算所述期望运动轨迹和所述下一刻运动轨迹的轨迹位置差值；运动补偿力获取模块，用于根据所述轨迹位置差值获得运动补偿力；实际运动力获取模块，用于获取实际运动力；实际运动轨迹获取模块，用于获取所述辅助机器人的实际运动轨迹；所述实际运动轨迹包括所述辅助机器人的实际运动位置；偏差力计算模块，用于计算所述实际运动力与所述运动补偿力的偏差力；运动位置计算模块，用于根据所述偏差力计算所述辅助机器人的运动位置；运动位置差值获取模块，用于根据所述运动位置和所述实际运动位置得到运动位置差值；第一判断结果模块，用于判断所述运动位置差值是否为零，得到第一判断结果；辅助机器人控制模块，用于当所述第一判断结果为否时，根据所述运动位置差值控制所述辅助机器人的电机；更新模块，用于更新所述实际运动力和所述实际运动轨迹，并返回所述偏差力计算模块；停止控制模块，用于当所述第一判断结果为是时，停止控制所述电机，完成所述预测的所述辅助对象的下一刻运动轨迹；第二判断结果模块，用于判断是否完成所述期望运动轨迹，得到第二判断结果；返回模块，用于当所述第二判断结果为否时，更新所述下一刻运动轨迹，并返回所述轨迹位置差值计算模块；完成模块，用于当所述第二判断结果为是时，发出完成信号。可选的，所述期望运动轨迹获取模块包括：获取标准对象的期望运动轨迹单元，用于获取标准对象的期望运动轨迹；所述获取标准对象的期望运动轨迹单元包括：获取标准数据子单元，用于获取所述标准对象的标准电信号和标准运动数据；标准预处理子单元，用于对所述标准电信号进行预处理，得到预处理的标准电信号；标准提取子单元，用于提取所述预处理的标准电信号的标准电特征；获取标准对象的期望运动轨迹子单元，用于根据所述标准电特征和所述标准运动数据通过轨迹辨识模型得到所述标准对象的期望运动轨迹；期望运动轨迹对应单元，用于将所述标准机器人的标准对象的期望运动轨迹与所述辅助对象的期望运动轨迹相对应。可选的，所述预测的下一刻运动轨迹获取模块包括：获取辅助数据子单元，用于获取所述辅助对象的电信号和运动数据；辅助预处理子单元，对所述电信号进行预处理，得到预处理的电信号；辅助提取子单元，用于提取所述预处理的电信号的电特征；预测的下一刻运动轨迹获取子单元，用于根据所述电特征和所述运动数据通过轨迹预测模型得到预测的所述辅助对象的下一刻运动轨迹。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供一种辅助机器人控制方法，包括：获取辅助机器人的辅助对象的期望运动轨迹；获取预测的辅助对象的下一刻运动轨迹；计算期望运动轨迹和预测的所述辅助对象的下一刻运动轨迹的轨迹位置差值；根据轨迹位置差值获得运动补偿力；获取实际运动力；获取辅助机器人的实际运动轨迹；实际运动轨迹包括辅助机器人的实际运动位置；计算实际运动力与运动补偿力的偏差力；根据偏差力计算辅助机器人的运动位置；根据运动位置和实际运动位置得到运动位置差值；判断运动位置差值是否为零，得到第一判断结果；当第一判断结果为否时，根据运动位置差值控制辅助机器人的电机；更新实际运动力和实际运动轨迹，并返回“计算实际运动力与运动补偿力的偏差力”；当第一判断结果为是时，停止控制电机，完成预测的辅助对象的下一刻运动轨迹；判断是否完成期望运动轨迹，得到第二判断结果；当第二判断结果为是时，更新预测的辅助对象的下一刻运动轨迹，并返回“计算期望运动轨迹和预测的辅助对象的下一刻运动轨迹的轨迹位置差值”；当第二判本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辅助机器人控制方法，其特征在于，包括：获取辅助机器人的辅助对象的期望运动轨迹；获取预测的所述辅助对象的下一刻运动轨迹；计算所述期望运动轨迹和所述下一刻运动轨迹的轨迹位置差值；根据所述轨迹位置差值获得运动补偿力；获取实际运动力；获取所述辅助机器人的实际运动轨迹；所述实际运动轨迹包括所述辅助机器人的实际运动位置；计算所述实际运动力与所述运动补偿力的偏差力；根据所述偏差力计算所述辅助机器人的运动位置；根据所述运动位置和所述实际运动位置得到运动位置差值；判断所述运动位置差值是否为零，得到第一判断结果；当所述第一判断结果为否时，根据所述运动位置差值控制所述辅助机器人的电机；更新所述实际运动力和所述实际运动轨迹，并返回“计算所述实际运动力与所述运动补偿力的偏差力”；当所述第一判断结果为是时，停止控制所述电机，完成所述预测的所述辅助对象的下一刻运动轨迹；判断是否完成所述期望运动轨迹，得到第二判断结果；当所述第二判断结果为否时，更新所述下一刻运动轨迹，并返回“计算所述期望运动轨迹和所述下一刻运动轨迹的轨迹位置差值”；当所述第二判断结果为是时，发出完成信号。

【技术特征摘要】
1.一种辅助机器人控制方法，其特征在于，包括：获取辅助机器人的辅助对象的期望运动轨迹；获取预测的所述辅助对象的下一刻运动轨迹；计算所述期望运动轨迹和所述下一刻运动轨迹的轨迹位置差值；根据所述轨迹位置差值获得运动补偿力；获取实际运动力；获取所述辅助机器人的实际运动轨迹；所述实际运动轨迹包括所述辅助机器人的实际运动位置；计算所述实际运动力与所述运动补偿力的偏差力；根据所述偏差力计算所述辅助机器人的运动位置；根据所述运动位置和所述实际运动位置得到运动位置差值；判断所述运动位置差值是否为零，得到第一判断结果；当所述第一判断结果为否时，根据所述运动位置差值控制所述辅助机器人的电机；更新所述实际运动力和所述实际运动轨迹，并返回“计算所述实际运动力与所述运动补偿力的偏差力”；当所述第一判断结果为是时，停止控制所述电机，完成所述预测的所述辅助对象的下一刻运动轨迹；判断是否完成所述期望运动轨迹，得到第二判断结果；当所述第二判断结果为否时，更新所述下一刻运动轨迹，并返回“计算所述期望运动轨迹和所述下一刻运动轨迹的轨迹位置差值”；当所述第二判断结果为是时，发出完成信号。2.根据权利要求1所述的辅助机器人控制方法，其特征在于，获取辅助机器人的辅助对象的期望运动轨迹，具体包括：获取所述标准机器人的标准对象的期望运动轨迹，具体包括：获取所述标准对象的标准电信号和标准运动数据；对所述标准电信号进行预处理，得到预处理的标准电信号；提取所述预处理的标准电信号的标准电特征；根据所述标准电特征和所述标准运动数据通过轨迹辨识模型得到所述标准对象的期望运动轨迹；所述标准机器人的标准对象的期望运动轨迹与所述辅助对象的期望运动轨迹相对应。3.根据权利要求1所述的辅助机器人控制方法，其特征在于，所述获取预测的所述辅助对象的下一刻运动轨迹，具体包括：获取所述辅助对象的电信号和运动数据；对所述电信号进行预处理，得到预处理的电信号；提取所述预处理的电信号的电特征；根据所述电特征和所述运动数据通过轨迹预测模型得到预测的所述辅助对象的下一刻运动轨迹。4.根据权利要求1所述的辅助机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述轨迹位置差值获得运动补偿力，具体包括：根据所述轨迹位置差值通过获得所述运动补偿力；公式中τ表示所述运动补偿力；M(q)表示辅助对象的质量矩阵；q表示所述辅助对象的位置；表示所述辅助对象的加速度；表示科式力矩阵和离心力矩阵；表示所述辅助对象的速度；G(q)表示引力矢量；所述位置、所述速度和所述加速度均通过所述运动位置差值计算得到。5.根据权利要求4所述的辅助机器人控制方法，其特征在于，所述获取实际运动力，具体包括：所述辅助机器人上设置多个压力传感器，所述实际运动力为多个所述压力传感器的平均值。6.根据权利要求1所述的辅助机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述偏差力计算所述辅助机器人的运动位置，具体包括：根据所述偏差力通过计算获得所述运动位置；公式中DF表示所述偏差力；K表示阻抗控制器的弹性系数...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓光，尹永浩，于金须，郑霖，付子豪，房华蕾，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13