本申请涉及机器人技术领域，公开一种基于物理引擎的机器人控制方法。该方法包括：获得机器人的当前第一运动信息，以及物理引擎构建的虚拟环境中的虚拟对象的当前第二运动信息；根据运动信息与力的对应关系，确定与当前第一运动信息和当前第二运动信息对应的当前力；其中，当前第二运动信息是物理引擎根据与前一个第一运动信息和前一个第二运动信息对应的力确定的，当前力使当前第一运动信息和当前第二运动信息趋向于同步；将与当前力对应的第一力反馈至机器人，使机器人在第一力以及环境接触力的作用下运动。采用该基于物理引擎的机器人控制方法可提高用户安全。本申请还公开一种基于物理引擎的机器人控制装置和康复机器人。于物理引擎的机器人控制装置和康复机器人。于物理引擎的机器人控制装置和康复机器人。
【技术实现步骤摘要】
基于物理引擎的机器人控制方法、装置和康复机器人
[0001]本申请涉及机器人
，例如涉及一种基于物理引擎的机器人控制方法、装置和康复机器人。
技术介绍
[0002]物理引擎通过为刚性物体赋予真实的物理属性来计算运动、旋转和碰撞反映。物理引擎可模拟虚拟对象在多种虚拟环境下的运动状态，在将物理引擎与机器人结合后，可将虚拟对象在虚拟环境中的受力状态、运动状态等通过机器人反馈给用户，使用户获得更加真实的触觉体验，该方案可应用于肢体训练、康复训练等场景。
[0003]为了将虚拟对象在虚拟环境中的受力状态、运动状态等通过机器人反馈给用户，可将机器人的运动信息发送至物理引擎，物理将机器人的运动信息映射为虚拟环境中虚拟对象的运动信息，并基于虚拟对象的运动信息以及虚拟环境的配置参数，确定虚拟对象的受力情况，再根据虚拟对象的受力情况控制机器人，或者，基于虚拟对象的受力情况，确定出虚拟对象在虚拟环境中的运动信息，再根据虚拟对象的运动信息控制机器人运动，这样，使用户获得虚拟环境中的触觉体验，提高用户的使用体验。
[0004]在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：
[0005]在根据虚拟对象的受力情况控制机器人运动，或者，在根据虚拟对象的运动信息控制机器人运动的过程中，物理引擎模拟的虚拟环境具有一定的复杂性，如果虚拟对象在虚拟环境中的受力或运动状态发生骤变，会使机器人的受力或运动状态发生骤变，导致机器人对用户产生一定冲击，不利于用户安全。
技术实现思路
[0006]为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
[0007]本公开实施例提供了一种基于物理引擎的机器人控制方法、装置和康复机器人，以解决现有技术中根据物理引擎模拟的虚拟对象控制机器人的方案不利于用户安全的技术问题。
[0008]在一些实施例中，基于物理引擎的机器人控制方法包括：获得机器人的当前第一运动信息，以及物理引擎构建的虚拟环境中的虚拟对象的当前第二运动信息；根据运动信息与力的对应关系，确定与所述当前第一运动信息和所述当前第二运动信息对应的当前力；其中，所述当前第二运动信息是所述物理引擎根据与前一个第一运动信息和前一个第二运动信息对应的力确定的，所述当前力使所述当前第一运动信息和所述当前第二运动信息趋向于同步；将与所述当前力对应的第一力反馈至所述机器人，使所述机器人在所述第一力以及环境接触力的作用下运动。
[0009]可选地，运动信息与力的对应关系，包括：
[0010][0011]其中，F为力，x为第一运动信息对应的位置与第二运动信息对应的位置的差值；为第一运动信息对应的速度与第二运动信息对应的速度的差值；为第一运动信息对应的加速度与第二运动信息对应的加速度的差值，M与所述机器人的真实惯性参数与所述虚拟对象的虚拟惯性参数的惯性参数差值相对应，B与所述机器人的真实阻尼参数与所述虚拟对象的虚拟阻尼参数的阻尼参数差值相对应，K为差值x的补偿系数。
[0012]可选地，参数M是通过如下方式确定的：获得所述机器人的真实惯性参数与所述虚拟对象的虚拟惯性参数的惯性参数差值，将所述惯性参数差值确定为所述参数M，或者，获得与Kx项正相关的惯性调整参数，将所述惯性参数差值和所述惯性调整参数之和确定为所述参数M，或者将所述惯性参数差值与所述惯性调整参数的乘积确定为所述参数M。
[0013]可选地，参数B是通过如下方式确定的：获得所述机器人的真实阻尼参数与所述虚拟对象的虚拟阻尼参数的阻尼参数差值，将所述阻尼参数差值确定为所述参数B，或者，获得与Kx项正相关的阻尼调整参数，将所述阻尼参数差值和所述阻尼调整参数之和确定为所述参数B，或者将所述阻尼参数差值和所述阻尼调整参数的乘积确定为所述参数B。
[0014]可选地，与所述当前力对应的第一力是通过如下方式确定的：将所述当前力确定为所述第一力。
[0015]可选地，在所述机器人的真实惯性参数小于所述虚拟对象的虚拟惯性参数的情况下，根据参数M对所述当前力进行调整，使调整后的力小于所述当前力；在所述机器人的真实惯性参数大于所述虚拟对象的虚拟惯性参数的情况下，根据参数M对所述当前力进行调整，使调整后的力大于所述当前力；将调整后的力确定为所述第一力。
[0016]可选地，所述物理引擎根据前一个第一运动信息和前一个第二运动信息对应的力确定所述当前第二运动信息，包括：获得虚拟环境的配置信息，并根据所述配置信息确定所述虚拟环境对所述虚拟对象的前一个虚拟环境作用力；获得所述前一个第一运动信息和前一个第二运动信息对应的力与所述前一个虚拟环境作用力的前一个虚拟合力；根据所述前一个虚拟合力确定所述虚拟对象的当前第二运动信息。
[0017]可选地，第一运动信息包括速度信息/角速度信息；或者，第一运动信息包括位置信息/角度信息；或者，第一运动信息包括加速度信息/角加速度信息。
[0018]可选地，基于物理引擎的机器人控制方法还包括：将与所述当前力相对应的第二力反馈至物理引擎，使所述物理引擎根据所述第二力确定所述虚拟对象的下一个第二运动信息。
[0019]在一些实施例中，基于物理引擎的机器人控制装置包括获得模块、确定模块和第一控制模块，所述获得模块被配置为获得机器人的当前第一运动信息，以及物理引擎构建的虚拟环境中的虚拟对象的当前第二运动信息；所述确定模块被配置为根据运动信息与力的对应关系，确定与所述当前第一运动信息和所述当前第二运动信息对应的当前力；其中，所述当前第二运动信息是所述物理引擎根据与前一个第一运动信息和前一个第二运动信息对应的力确定的；所述第一控制模块被配置为将与所述当前力对应的第一力反馈至所述机器人，使所述机器人在所述第一力以及环境接触力的作用下运动。
[0020]在一些实施例中，基于物理引擎的机器人控制装置包括处理器和存储有程序指令的存储器，所述处理器被配置为在执行所述程序指令时，执行前述实施例提供的基于物理
引擎的机器人控制方法。
[0021]在一些实施例中，康复机器人包括前述实施例提供的基于物理引擎的机器人控制装置。
[0022]本公开实施例提供的基于物理引擎的机器人的控制方法、装置和康复机器人，可以实现以下技术效果：
[0023]根据机器人的当前第一运动信息和虚拟对象的第二当前运动信息确定出当前力，将当前力反馈至机器人；第二运动信息是物理引擎根据前一个第一运动信息和前一个第二运动信息对应的力确定的，也即意味着，在确定出当前力之后，物理引擎将进一步地根据当前力确定出虚拟对象的下一个第二运动信息。按照上述方式，力与运动信息的传输顺序构成一个闭环。按照上述力与运动信息的传输顺序，机器人所受的第一力对应的当前力，是根据当前第一运动信息和当前第二运动信息确定的，该当前力具有使第一运动信息和第二运动信息同步的作用，根据力与运动的对应关系，虚拟对象的当前第二运动信息产生变化后，为了使本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于物理引擎的机器人控制方法，其特征在于，包括：获得机器人的当前第一运动信息，以及物理引擎构建的虚拟环境中的虚拟对象的当前第二运动信息；根据运动信息与力的对应关系，确定与所述当前第一运动信息和所述当前第二运动信息对应的当前力；其中，所述当前第二运动信息是所述物理引擎根据与前一个第一运动信息和前一个第二运动信息对应的力确定的，所述当前力使所述当前第一运动信息和所述当前第二运动信息趋向于同步；将与所述当前力对应的第一力反馈至所述机器人，使所述机器人在所述第一力以及环境接触力的作用下运动。2.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，运动信息与力的对应关系，包括：其中，F为力，x为第一运动信息对应的位置与第二运动信息对应的位置的差值；为第一运动信息对应的速度与第二运动信息对应的速度的差值；为第一运动信息对应的加速度与第二运动信息对应的加速度的差值，M与所述机器人的真实惯性参数与所述虚拟对象的虚拟惯性参数的惯性参数差值相对应，B与所述机器人的真实阻尼参数与所述虚拟对象的虚拟阻尼参数的阻尼参数差值相对应，K为差值x的补偿系数。3.根据权利要求2所述的机器人控制方法，其特征在于，参数M是通过如下方式确定的：获得所述机器人的真实惯性参数与所述虚拟对象的虚拟惯性参数的惯性参数差值，将所述惯性参数差值确定为所述参数M，或者，获得与Kx项正相关的惯性调整参数，将所述惯性参数差值和所述惯性调整参数之和确定为所述参数M，或者将所述惯性参数差值与所述惯性调整参数的乘积确定为所述参数M；和/或，参数B是通过如下方式确定的：获得所述机器人的真实阻尼参数与所述虚拟对象的虚拟阻尼参数的阻尼参数差值，将所述阻尼参数差值确定为所述参数B，或者，获得与Kx项正相关的阻尼调整参数，将所述阻尼参数差值和所述阻尼调整参数之和确定为所述参数B，或者将所述阻尼参数差值和所述阻尼调整参数的乘积确定为所述参数B。4.根据权利要求2所述的机器人控制方法，其特征在于，与所述当前力对应的第一力是通过如下方式确定的：将所述当前力确定为所述第一力；或者，在所述机器人的真实惯性参数小于所述虚拟对象的虚拟惯性参数的情...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈鑫，顾捷，张弘，江容安，
申请(专利权)人：上海傅利叶智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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