机器人及其躯干晃动抑制方法和装置制造方法及图纸

本申请属于机器人领域，提出了一种机器人及其躯干晃动抑制方法和装置，该方法包括：获取机器人的操作任务对应的运动参考轨迹；根据所述运动参考轨迹和预先确定的输入整形器，得到所述运动参考轨迹对应的修订运动轨迹，所述输入整形器根据所述机器人的模态参数所确定；根据所述修订运动轨迹控制所述机器人运动。由于本申请对机器人的参考运动轨迹进行修订得到修订运动轨迹，通过修订运动轨迹控制机器人运动，从而在保证机器人手臂操作效率的基础上，从根本上减少机器人晃动，有利于提升用户使用体验。使用体验。使用体验。

【技术实现步骤摘要】
机器人及其躯干晃动抑制方法和装置


[0001]本申请属于机器人领域，尤其涉及机器人及其躯干晃动抑制方法和装置。

技术介绍

[0002]双足机器人的身体结构中，包括由双足支撑的上肢躯干。上肢手臂在完成操作任务时，由于手臂的运动惯性和下肢本身的运动，会引起机器人躯干质心的变化，使得机器人躯干产生较大程度的晃动，对机器人手臂末端的操作精细产生影响。因此，在精细化操作场景下，必须解决躯干晃动问题。
[0003]目前的躯干晃动解决方法中，通常降低手臂操作的速度来减小躯干的晃动幅度，但这种方式无法从根本上解决躯干晃动的问题，并且会降低手臂完成操作任务的效率，影响用户体验。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供了一种机器人及其躯干晃动抑制方法和装置，以解决现有技术中的躯干晃动抑制方法无法从根本上解决躯干晃动问题，并且会降低手臂操作效率的问题。
[0005]本申请实施例的第一方面提供了一种机器人的躯干晃动抑制方法，所述方法包括：
[0006]获取机器人的操作任务对应的运动参考轨迹；
[0007]根据所述运动参考轨迹和预先确定的输入整形器，得到所述运动参考轨迹对应的修订运动轨迹，所述输入整形器根据所述机器人的模态参数所确定；
[0008]根据所述修订运动轨迹控制所述机器人运动。
[0009]结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，在根据所述运动参考轨迹和预先确定的输入整形器之前，所述方法还包括：
[0010]根据预设的采集频率采集所述机器人晃动的时域信号；
[0011]通过傅里叶变换将所述机器人晃动的时域信号变换为频域信号；
[0012]根据所述频域信号确定所述机器人模态参数；
[0013]根据所述模态参数确定所述机器人的输入整形器。
[0014]结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述模态参数包括机器人的固有频率和机器人的阻尼比。
[0015]结合第一方面的第一种可能实现方式或第一方面的第二种可能实现方式，在第一方面的第三种可能实现方式中，根据所述模态参数确定所述机器人的输入整形器，包括：
[0016]根据公式确定所述机器人的输入整形器的参数，其中，ω为固有频率，ξ为阻尼比，t
n
为完成操作任务的时间，A
i
表示第i个脉冲的幅值，t
i
表示第i个脉冲作用于系统的时刻，所述输入整形器的参数包括第i个脉冲的幅值A
i
和第i个脉冲作用于系统的时刻t
i
，V(ω,ξ)为机器人在脉冲激励下的输出响应幅值，且：
[0017][0018][0019]结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，通过傅里叶变换将所述机器人晃动的时域信号变换为频域信号，包括：
[0020]通过公式：将所述机器人晃动的时域信号变换为频域信号，其中，DFT为快速傅里叶变换，x(n)为机器人晃动的时域信号，N为时域信号x(n)的数据长度。
[0021]结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第五种可能实现方式中，根据预设的采集频率采集所述机器人晃动的时域信号，包括：
[0022]在机器人执行任务时，通过惯性传感单元按照预设的采集频率采集所述机器人晃动的时域信号。
[0023]结合第一方面，在第一方面的第六种可能实现方式中，根据所述运动参考轨迹和预先确定的输入整形器，得到所述运动参考轨迹对应的修订运动轨迹，包括：
[0024]将所述运动参考轨迹与所述输入整形器进行卷积处理，得到所述修订运动轨迹。
[0025]本申请实施例的第二方面提供了一种机器人的躯干晃动抑制装置，所述装置包括：
[0026]运动参考轨迹获取单元，用于获取机器人的操作任务对应的运动参考轨迹；
[0027]修订运动轨迹获取单元，用于根据所述运动参考轨迹和预先确定的输入整形器，得到所述运动参考轨迹对应的修订运动轨迹，所述输入整形器根据所述机器人的模态参数所确定；
[0028]运动控制单元，用于根据所述修订运动轨迹控制所述机器人运动。
[0029]本申请实施例的第三方面提供了一种机器人，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面任一项所述方法的步骤。
[0030]本申请实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述方法
的步骤。
[0031]本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过预先通过模态参数确定输入整形器，将机器人的操作任务对应的运动参考轨迹输入到所述输入整形器，通过所述输入整形器计算机器人完成操作任务对应的修订运动轨迹，通过修订运动轨迹控制机器人运动，从而在保证机器人手臂操作效率的基础上，从根本上减少机器人晃动，有利于提升用户使用体验。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1是本申请实施例提供的一种机器人的躯干晃动抑制方法的实现流程示意图；
[0034]图2是本申请实施例提供的一种输入整形器的确定方法的实现流程示意图；
[0035]图3是本申请实施例提供的一种机器人的躯干晃动抑制装置的示意图；
[0036]图4是本申请实施例提供的机器人的示意图。
具体实施方式
[0037]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
[0038]为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
[0039]在机器人运动过程中，机器人躯干的运动，以及机器人的手臂的运动惯性，会导致机器人质心位置的变化，会引起躯干较大程度的晃动。躯干的晃动不仅会影响用户的使用体验，而且会影响机器人手臂末端的操作动作的精细度。
[0040]目前在解决机器人晃动问题时，一般通过降低手臂操作的速度来减小手臂的运动惯性，从而降低机器人躯干的晃动幅度，但这种解决方式不能从根本上解决机器人的晃动问题，并且由于机器人手臂的操作速度降低，会影响机器人操作任务的完成效率，不利于提升用户使用体验。
[0041]为了从根本上解决机器人躯干的晃动问题，本申请提出了一种机器人躯干晃动抑制方法，如图1所示，该方法包括：
[0042本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人的躯干晃动抑制方法，其特征在于，所述方法包括：获取机器人的操作任务对应的运动参考轨迹；根据所述运动参考轨迹和预先确定的输入整形器，得到所述运动参考轨迹对应的修订运动轨迹，所述输入整形器根据所述机器人的模态参数所确定；根据所述修订运动轨迹控制所述机器人运动。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述运动参考轨迹和预先确定的输入整形器之前，所述方法还包括：根据预设的采集频率采集所述机器人晃动的时域信号；通过傅里叶变换将所述机器人晃动的时域信号变换为频域信号；根据所述频域信号确定所述机器人模态参数；根据所述模态参数确定所述机器人的输入整形器。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述模态参数包括机器人的固有频率和机器人的阻尼比。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，根据所述模态参数确定所述机器人的输入整形器，包括：根据公式确定所述机器人的输入整形器的参数，其中，ω为固有频率，ξ为阻尼比，t
n
为完成操作任务的时间，A
i
表示第i个脉冲的幅值，t
i
表示第i个脉冲作用于系统的时刻，所述输入整形器的参数包括第i个脉冲的幅值A
i
和第i个脉冲作用于系统的时刻t
i
，V(ω,ξ)为机器人在脉冲激励下的输出响应幅值，且：，V(ω,ξ)为机器人在脉冲激励下的输出响应幅值，且：5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张美辉，刘益彰，熊友军，
申请(专利权)人：深圳市优必选科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：