机器人控制方法、装置、系统和存储介质制造方法及图纸

本申请涉及一种机器人控制方法、装置、系统、存储介质和计算机程序产品。所述方法包括：获取多个机械臂的实时图像；采用碰撞检测模型对实时图像进行检测，得到模型检测结果；在存在机械臂的碰撞气压满足气压条件，且模型碰撞结果指示多个机械臂之间未发生碰撞的情况下，确定相应机械臂发生碰撞，控制多个机械臂停止运行；在每一机械臂的碰撞气压均不满足气压条件，且模型碰撞结果指示多个机械臂之间未发生碰撞的情况下，获取每一机械臂与相应的障碍机械臂之间的距离；根据每一机械臂与相应的障碍机械臂之间的距离，控制相应机械臂运动。采用本方法能够避免多个机械臂之间发生碰撞。本方法能够避免多个机械臂之间发生碰撞。本方法能够避免多个机械臂之间发生碰撞。

【技术实现步骤摘要】
机器人控制方法、装置、系统和存储介质


[0001]本申请涉及机器人控制
，特别是涉及一种机器人控制方法、装置、系统、存储介质和计算机程序产品。

技术介绍

[0002]现有机器人系统中无碰撞检测措施，多个机械臂操作过程中相邻的机械臂之间容易发生碰撞，导致出现非预期运动，引发重大手术风险。因此，现有的机器人控制方法存在多个机械臂之间容易发生碰撞的问题。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对现有的机器人控制方法存在多个机械臂之间容易发生碰撞的问题，提供一种能够避免多个机械臂之间发生碰撞的机器人控制方法、装置、系统、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
[0004]第一方面，本申请提供了一种机器人控制方法，应用于机器人控制系统，系统包括多个机械臂，方法包括：
[0005]获取多个机械臂的实时图像；
[0006]采用碰撞检测模型对实时图像进行检测，得到模型检测结果；模型检测结果用于表征多个机械臂之间是否发生碰撞；
[0007]在存在机械臂的碰撞气压满足气压条件，且模型碰撞结果指示多个机械臂之间未发生碰撞的情况下，确定相应机械臂发生碰撞，控制多个机械臂停止运行；
[0008]在每一机械臂的碰撞气压均不满足气压条件，且模型碰撞结果指示多个机械臂之间未发生碰撞的情况下，获取每一机械臂与相应的障碍机械臂之间的距离；其中，针对任一机械臂，相应的障碍机械臂为多个机械臂中除去相应机械臂的其他机械臂；根据每一机械臂与相应的障碍机械臂之间的距离，控制相应机械臂运动。
[0009]在其中一个实施例中，采用碰撞检测模型对实时图像进行检测，得到模型检测结果，包括：
[0010]对实时图像进行降噪处理，得到降噪后的图像；
[0011]对降噪后的图像进行特征提取和三维重建，得到多个机械臂的三维点云；
[0012]将三维点云输入至碰撞检测模型，输出模型碰撞结果。
[0013]在其中一个实施例中，系统还包括气压传感器，气压传感器安装在需求安装的机械臂上，气压传感器上具有多个气室；确定相应机械臂发生碰撞之前，还包括：
[0014]获取气压传感器的多个气室中每个气室的实时气压；
[0015]在实时气压大于气压阈值的情况下，确定存在机械臂的碰撞气压均满足气压条件；气压阈值是基于初始气压均值所获得的，初始气压均值为未发生碰撞时各个气室的气压均值。
[0016]在其中一个实施例中，确定相应机械臂发生碰撞之后，还包括：
[0017]根据相应机械臂上安装的气压传感器中各个气室的气压，确定发生碰撞的目标气室；
[0018]根据目标气室在气压传感器中所处的位置，确定相应机械臂的碰撞位置；
[0019]根据碰撞位置，生成碰撞提醒信息。
[0020]在其中一个实施例中，系统还包括超声波传感器和激光传感器；超声波传感器和激光传感器安装在需求安装的机械臂上；
[0021]获取每一机械臂与相应的障碍机械臂之间的距离，包括：
[0022]针对当前机械臂和当前障碍机械臂，获取超声波传感器采集到的实时超声距离，以及当前时刻之前预设时长内的多个历史超声距离；
[0023]获取激光传感器采集到的实时激光距离，以及当前时刻之前预设时长内的多个历史激光距离；
[0024]根据多个历史超声距离，确定超声距离方差；根据多个历史激光距离，确定激光距离方差；
[0025]根据超声距离方差和激光距离方差，确定补偿系数；
[0026]根据实时超声距离、实时激光距离以及补偿系数，确定融合后的距离；将融合后的距离作为当前机械臂与当前障碍机械臂之间的距离。
[0027]在其中一个实施例中，系统还包括操控设备；系统响应于操控设备的操控动作生成操控指令；操控指令用于控制多个机械臂运动；
[0028]根据每一机械臂与相应的障碍机械臂之间的距离，控制相应机械臂运动，包括：
[0029]针对当前机械臂，根据当前机械臂与相应的障碍机械臂之间的距离，确定当前机械臂与相应的障碍机械臂之间的斥力；
[0030]基于当前机械臂与相应的障碍机械臂之间的斥力，确定当前机械臂的关节扭矩；
[0031]根据关节扭矩，确定操控设备的反馈力；
[0032]基于操控设备的反馈力，控制当前机械臂运动。
[0033]在其中一个实施例中，基于操控设备的反馈力，控制当前机械臂运动，包括：
[0034]根据操控设备的反馈力、操控设备的期望位置，以及操控设备受到的外力，得到当前机械臂的指令位置；
[0035]基于当前机械臂与相应的障碍机械臂之间的斥力、当前机械臂的指令位置、当前机械臂的实际位置，得到当前机械臂的关节位置；
[0036]控制当前机械臂运动至关节位置。
[0037]在其中一个实施例中，基于当前机械臂与相应的障碍机械臂之间的斥力、当前机械臂的指令位置、当前机械臂的实际位置，得到当前机械臂的关节位置，包括：
[0038]根据当前机械臂的指令位置和当前机械臂的实际位置，得到指令偏差；
[0039]基于当前机械臂与相应的障碍机械臂之间的斥力和指令偏差，得到虚拟指令力；
[0040]根据虚拟指令力，得到虚拟加速度；
[0041]根据虚拟加速度，得到当前机械臂的关节位置。
[0042]在其中一个实施例中，基于操控设备的反馈力，控制当前机械臂运动，包括：
[0043]获取操控设备的当前关节位置；
[0044]根据当前关节位置，通过重力补偿，得到操控设备的重力和摩擦力；
[0045]根据操控设备的反馈力、重力和摩擦力，确定操控设备的力矩；
[0046]基于操控设备的力矩，控制当前机械臂运动。
[0047]在其中一个实施例中，根据每一机械臂与相应的障碍机械臂之间的距离，控制相应机械臂运动，包括：
[0048]针对当前机械臂，
[0049]获取当前机械臂的当前时刻关节位置，以及关节指令速度；
[0050]根据当前机械臂与相应的障碍机械臂之间的距离，确定当前机械臂与相应的障碍机械臂之间的当前时刻干涉距离；
[0051]根据当前时刻关节位置和关节指令速度，得到下一时刻关节位置；
[0052]根据下一时刻关节位置，确定当前机械臂与相应的障碍机械臂之间的下一时刻干涉距离；
[0053]在每个下一时刻干涉距离均不大于相应的当前时刻干涉距离的情况下，控制当前机械臂继续运动；
[0054]在任一下一时刻干涉距离大于相应的当前时刻干涉距离的情况下，控制当前机械臂停止运动。
[0055]在其中一个实施例中，根据当前机械臂与相应的障碍机械臂之间的距离，确定当前机械臂与相应的障碍机械臂之间的当前时刻干涉距离，包括：
[0056]在当前机械臂与任一障碍机械臂之间的障碍距离大于等于预设干涉阈值的情况下，确定当前机械臂与相应障碍机械臂之间的当前时刻干涉距离为预设值；
[005本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人控制方法，其特征在于，应用于机器人控制系统，所述系统包括多个机械臂，所述方法包括：获取多个机械臂的实时图像；采用碰撞检测模型对所述实时图像进行检测，得到模型检测结果；所述模型检测结果用于表征所述多个机械臂之间是否发生碰撞；在存在机械臂的碰撞气压满足气压条件，且所述模型碰撞结果指示所述多个机械臂之间未发生碰撞的情况下，确定相应机械臂发生碰撞，控制所述多个机械臂停止运行；在每一机械臂的碰撞气压均不满足气压条件，且所述模型碰撞结果指示所述多个机械臂之间未发生碰撞的情况下，获取每一机械臂与相应的障碍机械臂之间的距离；其中，针对任一机械臂，相应的障碍机械臂为所述多个机械臂中除去相应机械臂的其他机械臂；根据每一机械臂与相应的障碍机械臂之间的距离，控制相应机械臂运动。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用碰撞检测模型对所述实时图像进行检测，得到模型检测结果，包括：对所述实时图像进行降噪处理，得到降噪后的图像；对所述降噪后的图像进行特征提取和三维重建，得到多个机械臂的三维点云；将所述三维点云输入至碰撞检测模型，输出模型碰撞结果。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统还包括气压传感器，所述气压传感器安装在需求安装的机械臂上，所述气压传感器上具有多个气室；所述确定相应机械臂发生碰撞之前，还包括：获取所述气压传感器的多个气室中每个气室的实时气压；在所述实时气压大于气压阈值的情况下，确定存在机械臂的碰撞气压均满足气压条件；所述气压阈值是基于初始气压均值所获得的，所述初始气压均值为未发生碰撞时各个气室的气压均值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定相应机械臂发生碰撞之后，还包括：根据相应机械臂上安装的气压传感器中各个气室的气压，确定发生碰撞的目标气室；根据所述目标气室在气压传感器中所处的位置，确定相应机械臂的碰撞位置；根据所述碰撞位置，生成碰撞提醒信息。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统还包括超声波传感器和激光传感器；所述超声波传感器和所述激光传感器安装在需求安装的机械臂上；所述获取每一机械臂与相应的障碍机械臂之间的距离，包括：针对当前机械臂和当前障碍机械臂，获取所述超声波传感器采集到的实时超声距离，以及当前时刻之前预设时长内的多个历史超声距离；获取所述激光传感器采集到的实时激光距离，以及当前时刻之前预设时长内的多个历史激光距离；根据所述多个历史超声距离，确定超声距离方差；根据所述多个历史激光距离，确定激光距离方差；根据所述超声距离方差和所述激光距离方差，确定补偿系数；根据所述实时超声距离、所述实时激光距离以及所述补偿系数，确定融合后的距离；将
所述融合后的距离作为当前机械臂与当前障碍机械臂之间的距离。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统还包括操控设备；所述系统响应于所述操控设备的操控动作生成操控指令；所述操控指令用于控制多个机械臂运动；所述根据每一机械臂与相应的障碍机械臂之间的距离，控制相应机械臂运动，包括：针对当前机械臂，根据所述当前机械臂与相应的障碍机械臂之间的距离，确定所述当前机械臂与相应的障碍机械臂之间的斥力；基于所述当前机械臂与相应的障碍机械臂之间的斥力，确定所述当前机械臂的关节扭矩；根据所述关节扭矩，确定所述操控设备的反馈力；基于所述操控设备的反馈力，控制所述当前机械臂运动。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述操控设备的反馈力，控制所述当前机械臂运动，包括：根据所述操控设备的反馈力、所述操控设备的期望位置，以及所述操控设备受到的外力，得到所述当前机械臂的指令位置；基于所述当前机械臂与相应的障碍机械臂之间的斥力、所述当前机械臂的指令位置、所述当前机械臂的实际位置，得到所述当前机械臂的关节位置；控制所述当前机械臂运动至所述关节位置。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述当前机械臂与相应的障碍机械臂之间的斥力、所述当前机械臂的指令位置、所述当前机械臂的实际位置，得到所述当前机械臂的关节位...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，李自汉，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：上海微创医疗机器人集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：