主从式机器人的控制方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及一种主从式机器人的控制方法、装置、电子设备及存储介质，涉及机器人控制领域；通过获取主手的第一操作信号，并基于加权频率傅里叶线性组合器对所述第一操作信号进行处理，获得主手的第二操作信号；根据所述主手的第二操作信号确定从手的第一控制信号；基于滑动窗口截取所述第一控制信号，并对截取后的第一控制信号进行小波阈值降噪处理，获得从手的第二控制信号，以使从手根据所述第二控制信号进行操作；即本发明专利技术实施例通过滑动窗口将加权频率傅里叶线性组合器和阈值降噪有机地融合到了一起，有效抑制了主手震颤和环境噪声干扰。和环境噪声干扰。和环境噪声干扰。

【技术实现步骤摘要】
主从式机器人的控制方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及机器人控制领域，尤其涉及一种主从式机器人的控制方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]眼科手术是比较精细的手术之一，通常是医生在显微镜下对患者眼部进行手术，但由于眼部结构太过精密，稍有不慎就会造成患者医源性损伤，因此，使用操作更精准、更稳定的主从式微创眼科手术机器人是非常有必要的。
[0003]现有技术中，通常采用低通滤波器来抑制主从式机器人的操作者的手部震颤信号，但其忽略了周围环境噪声的影响。因此，如何有效抑制操作者手部震颤和环境噪声而导致的械臂末端的非期望振动，成为亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种主从式机器人的控制方法、装置、电子设备及存储介质，以解决现有技术无法有效抑制因操作者手部震颤和环境噪声而导致的主从式机器人机械臂末端产生的非期望振动的技术问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种主从式机器人的控制方法，包括：获取主手的第一操作信号，并基于加权频率傅里叶线性组合器对所述第一操作信号进行处理，获得主手的第二操作信号；根据所述主手的第二操作信号确定从手的第一控制信号；基于滑动窗口截取所述第一控制信号，并对截取后的第一控制信号进行小波阈值降噪处理，获得从手的第二控制信号，以使从手根据所述第二控制信号进行操作。
[0006]作为本专利技术可选的实施例，所述根据所述主手的第二操作信号确定从手的第一控制信号，包括：根据主手的第二操作信号确定从手各关节对应的第一局部控制信号；所述基于滑动窗口截取所述第一控制信号，并对截取后的第一控制信号进行小波阈值降噪处理，获得从手的第二控制信号，以使从手根据所述第二控制信号进行操作，包括：基于关节对应的滑动窗口截取关节对应的第一局部控制信号，并对截取后的第一局部控制信号进行小波阈值降噪处理，获得关节对应的第二局部控制信号，以使从手关节根据对应的第二局部控制信号进行操作。
[0007]作为本专利技术可选的实施例，所述方法还包括：若确定关节对应的第一局部控制信号大于等于滑动窗口尺寸，则执行所述基于关节对应的滑动窗口截取关节对应的第一局部控制信号的步骤；若确定关节对应的第一局部控制信号小于滑动窗口尺寸，则控制从手关节根据对应的第一局部控制信号进行操作。
[0008]作为本专利技术可选的实施例，所述基于加权频率傅里叶线性组合器对所述第一操作信号进行处理，获得主手的第二操作信号，包括：根据加权频率傅里叶线性组合模型获得当前时刻第一操作信号的预估值；获得所述第一操作信号的预估值和第一操作信号之间的误差；根据所述误差更新所述加权频率傅里叶线性组合模型中的模型参数；迭代执行所述根
据加权频率傅里叶线性组合模型确定当前时刻第一操作信号的预估值的步骤，直至满足预设条件，并获得当前加权傅里叶线性组合模型；根据当前加权傅里叶线性组合模型确定第一操作信号中的基波和谐波，并将第一操作信号中的谐波过滤，获得主手的第二操作信号。
[0009]作为本专利技术可选的实施例，所述根据主手的第二操作信号确定从手各关节对应的第一局部控制信号，包括：建立主手正运动学模型和从手逆运动学模型；基于所述主手正运动学模型对所述第二操作信号进行处理，获得主手末端的位姿信息；根据主手末端的位姿信息获得从手末端的位姿信息；基于所述从手逆运动学模型对所述从手末端的位姿信息进行处理，获得从手各关节的运动参数，所述从手各关节的运动参数构成所述从手第一控制信号。
[0010]作为本专利技术可选的实施例，所述对截取后的第一控制信号进行小波阈值降噪处理，获得从手的第二控制信号，包括：对截取后的第一控制信号进行对称延拓处理，获得对称延拓信号；对所述对称延拓信号进行预设层数的离散小波分解，获得每层分解信号的细节系数和近似系数；根据每层分解信号的细节系数和细节系数长度确定每层分解信号的降噪阈值；根据预设自适应阈值函数对所述降噪阈值和细节系数进行处理，获得降噪处理后的细节系数；基于降噪处理后的细节系数和近似系数进行小波逆变换处理，获得从手的第二控制信号。
[0011]第二方面，本专利技术提供一种主从式机器人的控制装置，包括：第一处理模块，用于获取主手的第一操作信号，并基于加权频率傅里叶线性组合器对所述第一操作信号进行处理，获得主手的第二操作信号；信号映射模块，用于根据所述主手的第二操作信号确定从手的第一控制信号；第二处理模块，用于基于滑动窗口截取所述第一控制信号，并对截取后的第一控制信号进行小波阈值降噪处理，获得从手的第二控制信号，以使从手根据所述第二控制信号进行操作。
[0012]作为本专利技术可选的实施例，所述信号映射模块，具体用于：根据主手的第二操作信号确定从手各关节对应的第一局部控制信号；所述第二处理模块，具体用于：基于关节对应的滑动窗口截取关节对应的第一局部控制信号，并对截取后的第一局部控制信号进行小波阈值降噪处理，获得关节对应的第二局部控制信号，以使从手关节根据对应的第二局部控制信号进行操作。
[0013]第三方面，本专利技术提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现第一方面任一项所述的主从式机器人的控制方法的步骤。
[0014]第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面任一项所述的主从式机器人的控制方法的步骤。
[0015]本专利技术实施例提供的主从式机器人的控制方法、装置、电子设备及存储介质，通过获取主手的第一操作信号，并基于加权频率傅里叶线性组合器对所述第一操作信号进行处理，获得主手的第二操作信号；根据所述主手的第二操作信号确定从手的第一控制信号；基于滑动窗口截取所述第一控制信号，并对截取后的第一控制信号进行小波阈值降噪处理，获得从手的第二控制信号，以使从手根据所述第二控制信号进行操作；即本专利技术实施例通过滑动窗口将加权频率傅里叶线性组合器和阈值降噪有机地融合到了一起，有效抑制了主
手震颤和周围环境的噪声干扰，提高了主从式机器人从手末端的操作精度，进一步保障了主从式机器人应用于眼科手术的质量和安全。
附图说明
[0016]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，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。
[0018]图1为本专利技术实施例提供的一种主从式机器人的控制方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种步骤S101的具体实现方式的流程示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种步骤S103的具体实现方式的流程示意图；图4为本专利技术实施例提供的另一种主从式机器人的控制方法的流程示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主从式机器人的控制方法，其特征在于，包括：获取主手的第一操作信号，并基于加权频率傅里叶线性组合器对所述第一操作信号进行处理，获得主手的第二操作信号；根据所述主手的第二操作信号确定从手的第一控制信号；基于滑动窗口截取所述第一控制信号，并对截取后的第一控制信号进行小波阈值降噪处理，获得从手的第二控制信号，以使从手根据所述第二控制信号进行操作。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述主手的第二操作信号确定从手的第一控制信号，包括：根据主手的第二操作信号确定从手各关节对应的第一局部控制信号；所述基于滑动窗口截取所述第一控制信号，并对截取后的第一控制信号进行小波阈值降噪处理，获得从手的第二控制信号，以使从手根据所述第二控制信号进行操作，包括：基于关节对应的滑动窗口截取关节对应的第一局部控制信号，并对截取后的第一局部控制信号进行小波阈值降噪处理，获得关节对应的第二局部控制信号，以使从手关节根据对应的第二局部控制信号进行操作。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若确定关节对应的第一局部控制信号大于等于滑动窗口尺寸，则执行所述基于关节对应的滑动窗口截取关节对应的第一局部控制信号的步骤；若确定关节对应的第一局部控制信号小于滑动窗口尺寸，则控制从手关节根据对应的第一局部控制信号进行操作。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的方法，其特征在于，所述基于加权频率傅里叶线性组合器对所述第一操作信号进行处理，获得主手的第二操作信号，包括：根据加权频率傅里叶线性组合模型获得当前时刻第一操作信号的预估值；获得所述第一操作信号的预估值和第一操作信号之间的误差；根据所述误差更新所述加权频率傅里叶线性组合模型中的模型参数；迭代执行所述根据加权频率傅里叶线性组合模型确定当前时刻第一操作信号的预估值的步骤，直至满足预设条件，并获得当前加权傅里叶线性组合模型；根据当前加权傅里叶线性组合模型确定第一操作信号中的基波和谐波，并将第一操作信号中的谐波过滤，获得主手的第二操作信号。5.根据权利要求1
‑
3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述主手的第二操作信号确定从手的第一控制信号，包括：建立主手正运动学模型和从手逆运动学模型；基于所述主手正运动学模型对所述第二操作信号进行处理，获得主手...

【专利技术属性】
技术研发人员：边桂彬，李桢，王杰，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：