一种铰接模型的辨识方法及机器人操作方法技术

本发明专利技术公开了一种铰接模型的辨识方法及机器人操作方法，包括步骤：(1)末端执行器抓取铰接物体把手并拉动，并记录每一时刻的末端执行器位姿；(2)计算得到各时刻两个刚性部件之间的位姿关系作为训练样本；(3)设定铰接物体的铰接模型，并根据两个刚性部件之间的变换自由度得到某一铰接模型某一时刻的两个刚性部件之间的位姿关系出现的概率；(4)计算得到某一铰接模型两个刚性部件位姿关系的似然函数，并选择能够让似然函数取得最大值的铰接模型作为最终的铰接模型。本发明专利技术通过机器人对铰接物体的主动操作自动生成其运动模型并完成参数辨识的过程，大大简化了机器人对未知铰接模型的物体的操作，拓宽了机器人在复杂环境中的应用范围。应用范围。应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种铰接模型的辨识方法及机器人操作方法


[0001]本专利技术涉及机器人领域，尤其涉及一种铰接模型的辨识方法及及机器人操作方法。

技术介绍

[0002]家庭环境是服务型机器人的关键应用领域。为了完成给定的任务，机器人往往需要操作各种类型的物体。但是其中很多的物体并不是刚体，如冰箱、门、抽屉等。这些物体都具有可以运动的部分，将这种可视为多个刚体通过一定的方式连接在一起并能发生相对运动的物体称为铰接物体，如何操作这些物体对于机器人来说是巨大的挑战。
[0003]现有中一种最常见的方式是使机器人底盘运动到指定的位置，通过拖动示教的方式采集机器人在操作铰接物体时的运动轨迹。此时如果机器人需要执行对应的操作只需要再现示教轨迹即可。
[0004]一种改进的方式是在机器人执行操作时配合阻抗控制以避免单纯位置控制导致机器人与铰接物体之间产生过大的应力。
[0005]另一种方式是将铰接模型的参数直接输入给机器人，这样根据这个已知的模型机器人可以计算出在操作的每个阶段其末端执行器应该具备的位姿，这同样可以达到操作物体的目的。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铰接模型的辨识方法，其特征在于：包括步骤：(1)机器人控制其末端执行器抓取铰接物体把手并拉动，在此过程中记录得到每一时刻的末端执行器位姿；其中，铰接物体由两个刚性部件连接而成；(2)通过步骤(1)记录得到的各时刻的末端执行器位姿计算得到各时刻两个刚性部件之间的位姿关系作为训练样本；(3)设定铰接物体的铰接模型，并根据两个刚性部件之间的变换自由度得到某一铰接模型某一时刻的两个刚性部件之间的位姿关系出现的概率，进而得到某一铰接模型两个刚性部件之间的期望变换关系；(4)根据步骤(3)得到的某一铰接模型两个刚性部件之间的期望变换关系计算得到某一铰接模型两个刚性部件位姿关系的似然函数，并通过极大似然估计算法求得似然函数的最大值，选择能够让似然函数取得最大值的铰接模型作为最终的铰接模型。2.根据权利要求1所述的铰接模型的辨识方法，其特征在于：所述步骤(1)中，各个时刻的末端执行器位姿通过机器人关节编码器及正运动学计算得到。3.根据权利要求1所述的铰接模型的辨识方法，其特征在于：所述步骤(3)中，铰接模型包括平移关节模型和旋转关节模型；对于平移关节模型，铰接物体的把手在某个固定的轴方向具备平移自由度，据此求解所有时刻的的末端执行器位姿相对于初始时刻的末端执行器位姿的变化量作为隐含变量设e1代表平移轴方向的单位矢量，那么对于平移关节而言，其隐含变量描述为：其中，trans去除变换矩阵中的旋转部分，因此平移关节的铰接模型描述为：对于旋转关节模型，铰接物体的把手在某个固定的轴方向具备旋转自由度，据此求解所有时刻的的末端执行器位姿相对于初始时刻的末端执行器位姿的变化量作为隐含变量设e2代表旋转轴方向的单位矢量，那么对于旋转关节而言，其隐含变量描述为：其中，angle去除变换矩阵中的平移部分，结合标准的几何变换，对于旋转关节，其参数包括旋转轴n，旋转中心c以及旋转之后需要对齐到把手的变换关系r，因此旋转关节的铰接模型描述为：其中transl(c)代表坐标系平移矢量c得到的齐次变换矩阵，trot
n
(a)是一个绕n轴旋转角度a得到的齐次变换矩阵，通过罗德里格斯公式进行计算。4.根据权利要求1所述的铰接模型的辨识方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：程敏，张硕，桂凯，
申请(专利权)人：深圳亿嘉和科技研发有限公司，
类型：发明
国别省市：