一种基于智能无人售货机械臂的控制方法技术

本发明专利技术提供了一种基于智能无人售货机械臂的控制方法，包括：步骤1：接收来自用户的购买商品信息，确定待夹取商品的位置，并确定机械臂的目标位置；步骤2：基于所述目标位置，确定机械臂的移动路径，并控制所述机械臂按照所述移动路径移动，到达实际位置；步骤3：所述机械臂到达实际位置后，调节所述机械臂各个关节的工作参数，对待夹取商品进行夹取；步骤4：基于所述机械臂，将待夹取商品转移至商品取货区；提高对目标位置的选取精度，减小机械臂的夹取难度，保证机械臂移动的安全性，并且提高移动效率，最终，提高机械臂的夹取效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能无人售货机械臂的控制方法
本专利技术涉及无人售货
，特别涉及一种基于智能无人售货机械臂的控制方法。
技术介绍
无人售货便利店是指商店内所有或部分经营流程，通过技术手段进行智能化自动化处理，随着科技的进步，无人售货便利店现在各大商场和写字楼随处可见。现有的无人售货便利店在出售商品时，通常使用机械臂进行商品的夹取，传统的控制方法对机械臂的夹取位置的选取不够精确，会增加机械臂的夹取难度，夹取效率低下；并且对机械臂的路径规划不够准确，会容易发生碰撞或路径规划不合理，导致机械臂的移动效率不高。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于智能无人售货机械臂的控制方法，通过确定待夹取商品的位置和机械臂的目标位置，提高对目标位置的选取精度，减小机械臂的夹取难度，通过对机械臂的移动路径的控制，保证机械臂移动的安全性，并且提高移动效率，最终，提高机械臂的夹取效率。本专利技术提供一种基于智能无人售货机械臂的控制方法，包括：步骤1：接收来自用户的购买商品信息，确定待夹取商品的位置，并确定机械臂的目标位置；步骤2：基于所述目标位置，确定机械臂的移动路径，并控制所述机械臂按照所述移动路径移动，到达实际位置；步骤3：所述机械臂到达实际位置后，调节所述机械臂各个关节的工作参数，对购买商品进行夹取；步骤4：基于所述机械臂，将夹取的购买商品转移至商品取货区。在一种可能实现的方式中，步骤1中，确定待夹取商品的位置包括：基于所述购买商品的类型，确定所述购买商品所在的第一区域；基于所述购买商品的名称，对所述第一区域进行扫描，确定所述购买商品所在的第二区域；对所述第二区域中每个所述购买商品与其他购买商品的位置关联度进行分析，选取所述位置关联度最小的购买商品作为待夹取商品；基于预先设置的位置分布图，确定所述待夹取商品的位置。在一种可能实现的方式中，步骤1中，确定机械臂的目标位置包括：获取所述待夹取商品所在的空间图像，对所述空间图像进行分析处理，得到三维空间模型，并获取所述三维空间模型中的可利用空间；基于所述机械臂的移动参数，从所述可利用空间选取能使所述机械臂自由移动的第一空间；基于所述待夹取商品的位置，利用空间选取模型，从所述第一空间中选取最佳夹取空间作为第二空间；基于所述机械臂的外观参数，确定所述机械臂在所述第二空间的摆放方向，并根据所述第二空间的位置和所述机械臂的摆放方向，确定所述机械臂的目标位置。在一种可能实现的方式中，步骤2中，基于所述目标位置，确定机械臂的移动路径包括：获取所述机械臂的初始位置，基于所述初始位置和目标位置，获取多条可选移动路径；分别对所述多条可选移动路径进行遍历，确定所述可选移动路径上的关键点的位置，并且基于所述关键点的位置，生成多条可选路径离散序列，其中可选路径离散序列中的每一个元素对应于所述关键点的位置信息；基于路径序列评估模型，对所述多条可选路径离散序列进行难度量化，完成对所述多条可选路径离散序列的难度评估；将所述难度评估输入难度矩阵图中，得到所述多条可选路径离散序列的难度分析结果；基于所述难度分析结果，选取难度最小的可选路径离散序列，并对所述难度最小的可选路径离散序列进行连续化处理，得到所述机械臂的移动路径。在一种可能实现的方式中，步骤2中，控制所述机械臂按照所述移动路径移动，到达实际位置包括：获取所述移动路径在空间图像中的位置坐标，并根据预设的空间图像中图像坐标系与所述机械臂的坐标系之间的映射关系，确定在所述机械臂的坐标系下的所述移动路径的位置坐标；基于所述机械臂的初始位置与在所述机械臂的坐标系下的所述移动路径的位置坐标，确定所述机械臂的移动距离；并获得移动后的所述机械臂的第一位置坐标；对所述第一位置坐标进行准换，获取所述第一位置坐标基于所述机械臂所在平面的第一平面坐标，获取所述移动路径的位置坐标基于所述机械臂所在平面的第二平面坐标，对所述第一平面坐标和第二平面坐标进行差异分析，基于差异分析结果，确定所述机械臂的平移角度，并获得平移后的所述机械臂的第二位置坐标；对所述第二位置坐标进行分析，确定所述机械臂中各个节点的第三位置坐标，确定所述移动路径的位置坐标中所述机械臂中各个节点的第四位置坐标，基于所述第三位置坐标与第四位置坐标，确定所述机械臂的旋转角度；将所述移动距离、平移角度和旋转角度生成控制指令，控制所述机械臂按照所述移动路径移动，到达实际位置。在一种可能实现的方式中，在控制所述机械臂按照所述移动路径移动过程中，还包括：确定所述机械臂的位移速度包括：基于所述机械臂的移动距离和移动空间，对所述移动子路径的复杂性进行检测，确定所述机械臂的移动速度；基于所述机械臂的平移角度和平移空间，对所述平移路径的复杂性进行检测，确定所述机械臂的平移速度；基于所述机械臂的旋转角度和旋转空间，对所述旋转路径的复杂性进行检测，确定所述机械臂的旋转速度；基于所述移动速度、平移速度、旋转速度生成速度控制指令。在一种可能实现的方式中，步骤2中，控制所述机械臂按照所述移动路径移动，到达实际位置后还包括：判断所述实际位置与所述目标位置之间的偏差，并根据偏差结果，对所述机械臂的位置进行修正包括：获取所述目标位置包含的区域，对所述区域进行区域划分，获得第一子区域，并对所述第一子区域进行特征提取，获得子区域特征向量；对所述子区域特征向量进行归一化处理得到归一化特征向量，并对所述归一化特征向量进行整合分析，得到区域特征标准；对所述实际位置包含的区域进行特征分析，获取满足所述区域特征标准的第一区域，和不满足所述区域特征标准的第二区域；其中所述第二区域包含多个第二子区域；基于所述第一区域与第二区域的比例，确定所述机械臂的第一误差系数；计算所述多个第二子区域取所述区域特征标准之间的偏差值，并基于所述偏差值，获取第二误差系数；基于所述第一误差系数，从预设的误差-修正系数对照表中获取对应的修正曲线，并利用最小二乘法对所述修正曲线进行拟合，得到拟合曲线；基于所述第二误差系数，建立最优系数选取模型，将所述拟合曲线输入值所述最优系数选取模型中，得到最优修正系数；基于所述修正系数，对所述机械臂的控制参数进行调整，得到新的控制参数，并基于所述新的控制参数生成第二控制指令，控制所述机械臂进行位置调整。在一种可能实现的方式中，步骤4中，将待夹取商品转移至商品取货区之前，还包括：对所述机械臂对所述待夹取商品的夹取稳定性进行评估，且其步骤包括：获取所述机械臂各关节点上连接的臂杆的特征参数，根据所述特征参数构建臂杆特征向量，并基于所述臂杆特征向量获取对应臂杆的特征值；基于所述臂杆的特征值，并根据如下公式计算所述机械臂的夹取特征值；其中，G表示所述机械臂的夹取特征值，n表示所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于智能无人售货机械臂的控制方法，其特征在于，包括：/n步骤1：接收来自用户的购买商品信息，确定待夹取商品的位置，并确定机械臂的目标位置；/n步骤2：基于所述目标位置，确定机械臂的移动路径，并控制所述机械臂按照所述移动路径移动，到达实际位置；/n步骤3：所述机械臂到达实际位置后，调节所述机械臂各个关节的工作参数，对待夹取商品进行夹取；/n步骤4：基于所述机械臂，将待夹取商品转移至商品取货区。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于智能无人售货机械臂的控制方法，其特征在于，包括：
步骤1：接收来自用户的购买商品信息，确定待夹取商品的位置，并确定机械臂的目标位置；
步骤2：基于所述目标位置，确定机械臂的移动路径，并控制所述机械臂按照所述移动路径移动，到达实际位置；
步骤3：所述机械臂到达实际位置后，调节所述机械臂各个关节的工作参数，对待夹取商品进行夹取；
步骤4：基于所述机械臂，将待夹取商品转移至商品取货区。


2.根据权利要求1所述的一种基于智能无人售货机械臂的控制方法，其特征在于，步骤1中，确定待夹取商品的位置包括：
基于所述购买商品的类型，确定所述购买商品所在的第一区域；
基于所述购买商品的名称，对所述第一区域进行扫描，确定所述购买商品所在的第二区域；
对所述第二区域中每个所述购买商品与其他购买商品的位置关联度进行分析，选取所述位置关联度最小的购买商品作为待夹取商品；
基于预先设置的位置分布图，确定所述待夹取商品的位置。


3.根据权利要求1所述的一种基于智能无人售货机械臂的控制方法，其特征在于，步骤1中，确定机械臂的目标位置包括：
获取所述待夹取商品所在的空间图像，对所述空间图像进行分析处理，得到三维空间模型，并获取所述三维空间模型中的可利用空间；
基于所述机械臂的移动参数，从所述可利用空间选取能使所述机械臂自由移动的第一空间；
基于所述待夹取商品的位置，利用空间选取模型，从所述第一空间中选取最佳夹取空间作为第二空间；
基于所述机械臂的外观参数，确定所述机械臂在所述第二空间的摆放方向，并根据所述第二空间的位置和所述机械臂的摆放方向，确定所述机械臂的目标位置。


4.根据权利要求1所述的一种基于智能无人售货机械臂的控制方法，其特征在于，步骤2中，基于所述目标位置，确定机械臂的移动路径包括：
获取所述机械臂的初始位置，基于所述初始位置和目标位置，获取多条可选移动路径；
分别对所述多条可选移动路径进行遍历，确定所述可选移动路径上的关键点的位置，并且基于所述关键点的位置，生成多条可选路径离散序列，其中可选路径离散序列中的每一个元素对应于所述关键点的位置信息；
基于路径序列评估模型，对所述多条可选路径离散序列进行难度量化，完成对所述多条可选路径离散序列的难度评估；
将所述难度评估输入难度矩阵图中，得到所述多条可选路径离散序列的难度分析结果；
基于所述难度分析结果，选取难度最小的可选路径离散序列，并对所述难度最小的可选路径离散序列进行连续化处理，得到所述机械臂的移动路径。


5.根据权利要求1所述的一种基于智能无人售货机械臂的控制方法，其特征在于，步骤2中，控制所述机械臂按照所述移动路径移动，到达实际位置包括：
获取所述移动路径在空间图像中的位置坐标，并根据预设的空间图像中图像坐标系与所述机械臂的坐标系之间的映射关系，确定在所述机械臂的坐标系下的所述移动路径的位置坐标；
基于所述机械臂的初始位置与在所述机械臂的坐标系下的所述移动路径的位置坐标，确定所述机械臂的移动距离；并获得移动后的所述机械臂的第一位置坐标；
对所述第一位置坐标进行准换，获取所述第一位置坐标基于所述机械臂所在平面的第一平面坐标，获取所述移动路径的位置坐标基于所述机械臂所在平面的第二平面坐标，对所述第一平面坐标和第二平面坐标进行差异分析，基于差异分析结果，确定所述机械臂的平移角度，并获得平移后的所述机械臂的第二位置坐标；
对所述第二位置坐标进行分析，确定所述机械臂中各个节点的第三位置坐标，确定所述移动路径的位置坐标中所述机械臂中各个节点的第四位置坐标，基于所述第三位置坐标与第四位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚庆祝，周梓荣，陈云，尹波，
申请(专利权)人：广东便捷神科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44