机器人的控制方法及装置与流程

本发明主要涉及机器人领域，尤其涉及一种机器人的控制方法及装置。

背景技术：

1、在对机器人进行控制时，通常由用户手动控制机械臂或由用户输入控制参数，以移动机械臂末端的执行工具在目标对象上操作和移动，该控制方式的准度和精度并不高，无法适用一些要求较高的场景。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种机器人的控制方法及装置，以提高控制的精准度，适用要求较高的场景。

2、为实现上述目的，本发明提出了一种机器人的控制方法，所述机器人包括位于机械臂上的执行工具，所述执行工具用于在目标对象上操作，所述方法包括：标定相机坐标系和工具坐标系，以确定相机坐标系和工具坐标系之间的转换矩阵，根据所述转换矩阵将3d相机获取的目标对象在相机坐标系中的位姿转换为工具坐标系中的位姿，并将目标对象在工具坐标系中的位姿转换为基坐标系中的位姿；接受用户输入的操作配置参数，所述操作配置参数包括法向力值和所述执行工具的预设运动轨迹，其中，法向力是所述执行工具与所述目标对象接触面的法向方向的力；确定所述预设运动轨迹中初始轨迹点在相机坐标系中的初始位姿，根据初始位姿计算所述初始轨迹点的法向，并根据所述初始位姿和所述法向计算所述初始轨迹点在所述基坐标系中的位姿；控制所述执行工具从初始轨迹点开始沿所述预设运动轨迹中的各轨迹点以恒定的所述法向力值运动。为此，执行工具在目标对象上操作的过程中法向力的值是保持恒定的，可以避免或降低执行工具对目标对象的伤害，用户还可以输入执行工具的预设运动轨迹，执行工具将沿着预设运动轨迹运动不仅可以释放用户的工作量，还可以提高执行工具运动的灵活性。

3、可选地，确定所述预设运动轨迹中初始轨迹点在相机坐标系中的初始位姿，根据初始位姿计算所述初始轨迹点的法向包括：确定所述初始轨迹点及所述初始轨迹点周围多个像素点在相机坐标系中的初始位姿，根据初始位姿计算所述初始轨迹点的法向。为此，可以降低单个轨迹点的误差，提高轨迹点的法向的准确性。

4、可选地，所述操作配置参数还包括拖拽力值，拖拽力垂直于所述法向力，控制所述执行工具从初始轨迹点开始沿所述预设运动轨迹中的各轨迹点以恒定的所述法向力值运动包括：以所述拖拽力值拖拽所述执行工具从初始轨迹点开始沿所述预设运动轨迹中的各轨迹点以恒定的所述法向力值运动。为此，用户可以配置拖拽力值，从而控制执行工具在轨迹点上的拖拽速度，使执行工具的控制更加精准。

5、可选地，所述操作配置参数还包括对应于不同运动阶段的拖拽力值，控制所述执行工具从初始轨迹点开始沿所述预设运动轨迹中的各轨迹点以恒定的所述法向力值运动包括：在不同的运动阶段以对应的所述拖拽力值拖拽所述执行工具从初始轨迹点开始沿所述预设运动轨迹中的各轨迹点以恒定的所述法向力值运动。为此，兼顾了效率和安全性，提高了控制的精准度。

6、本发明还提出了一种机器人的控制装置，所述机器人包括位于机械臂上的执行工具，所述执行工具用于在目标对象上操作，所述控制装置包括：对象定位模块，标定相机坐标系和工具坐标系，以确定相机坐标系和工具坐标系之间的转换矩阵，根据所述转换矩阵将3d相机获取的目标对象在相机坐标系中的位姿转换为工具坐标系中的位姿，并将目标对象在工具坐标系中的位姿转换为基坐标系中的位姿；用户输入模块，接受用户输入的操作配置参数，所述操作配置参数包括法向力值和所述执行工具的预设运动轨迹，其中，法向力是所述执行工具与所述目标对象接触面的法向方向的力；确定模块，确定所述预设运动轨迹中初始轨迹点在相机坐标系中的初始位姿，根据初始位姿计算所述初始轨迹点的法向，并根据所述初始位姿和所述法向计算所述初始轨迹点在所述基坐标系中的位姿；控制模块，控制所述执行工具从初始轨迹点开始沿所述预设运动轨迹中的各轨迹点以恒定的所述法向力值运动。

7、可选地，所述确定模块确定所述预设运动轨迹中初始轨迹点在相机坐标系中的初始位姿，根据初始位姿计算所述初始轨迹点的法向包括：确定所述初始轨迹点及所述初始轨迹点周围多个像素点在相机坐标系中的初始位姿，根据初始位姿计算所述初始轨迹点的法向。

8、可选地，所述操作配置参数还包括拖拽力值，拖拽力垂直于所述法向力，所述控制模块控制所述执行工具从初始轨迹点开始沿所述预设运动轨迹中的各轨迹点以恒定的所述法向力值运动包括：以所述拖拽力值拖拽所述执行工具从初始轨迹点开始沿所述预设运动轨迹中的各轨迹点以恒定的所述法向力值运动。

9、可选地，所述操作配置参数还包括对应于不同运动阶段的拖拽力值，所述控制模块控制所述执行工具从初始轨迹点开始沿所述预设运动轨迹中的各轨迹点以恒定的所述法向力值运动包括：在不同的运动阶段以对应的所述拖拽力值拖拽所述执行工具从初始轨迹点开始沿所述预设运动轨迹中的各轨迹点以恒定的所述法向力值运动。

10、本发明还提出了一种电子设备，包括处理器、存储器和存储在所述存储器中的指令，其中所述指令被所述处理器执行时实现如上所述的方法。

11、本发明还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令在被运行时执行如上所述的方法。

12、本发明还提出了一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实施如上所述的方法。

技术特征：

1.一种机器人的控制方法(100)，所述机器人包括位于机械臂上的执行工具，所述执行工具用于在目标对象上操作，其特征在于，所述方法(100)包括：

2.根据权利要求1所述的控制方法(100)，其特征在于，确定所述预设运动轨迹中初始轨迹点在相机坐标系中的初始位姿，根据初始位姿计算所述初始轨迹点的法向包括：确定所述初始轨迹点及所述初始轨迹点周围多个像素点在相机坐标系中的初始位姿，根据初始位姿计算所述初始轨迹点的法向。

3.根据权利要求1或2所述的控制方法(100)，其特征在于，所述操作配置参数还包括拖拽力值，拖拽力垂直于所述法向力，控制所述执行工具从初始轨迹点开始沿所述预设运动轨迹中的各轨迹点以恒定的所述法向力值运动包括：以所述拖拽力值拖拽所述执行工具从初始轨迹点开始沿所述预设运动轨迹中的各轨迹点以恒定的所述法向力值运动。

4.根据权利要求3所述的控制方法(100)，其特征在于，所述操作配置参数还包括对应于不同运动阶段的拖拽力值，控制所述执行工具从初始轨迹点开始沿所述预设运动轨迹中的各轨迹点以恒定的所述法向力值运动包括：在不同的运动阶段以对应的所述拖拽力值拖拽所述执行工具从初始轨迹点开始沿所述预设运动轨迹中的各轨迹点以恒定的所述法向力值运动。

5.一种机器人的控制装置(400)，所述机器人包括位于机械臂上的执行工具，所述执行工具用于在目标对象上操作，其特征在于，所述控制装置(400)包括：

6.根据权利要求5所述的控制装置(400)，其特征在于，所述确定模块(430)确定所述预设运动轨迹中初始轨迹点在相机坐标系中的初始位姿，根据初始位姿计算所述初始轨迹点的法向包括：确定所述初始轨迹点及所述初始轨迹点周围多个像素点在相机坐标系中的初始位姿，根据初始位姿计算所述初始轨迹点的法向。

7.根据权利要求5或6所述的控制装置(400)，其特征在于，所述操作配置参数还包括拖拽力值，拖拽力垂直于所述法向力，所述控制模块(440)控制所述执行工具从初始轨迹点开始沿所述预设运动轨迹中的各轨迹点以恒定的所述法向力值运动包括：以所述拖拽力值拖拽所述执行工具从初始轨迹点开始沿所述预设运动轨迹中的各轨迹点以恒定的所述法向力值运动。

8.根据权利要求7所述的控制装置(440)，其特征在于，所述操作配置参数还包括对应于不同运动阶段的拖拽力值，所述控制模块(400)控制所述执行工具从初始轨迹点开始沿所述预设运动轨迹中的各轨迹点以恒定的所述法向力值运动包括：在不同的运动阶段以对应的所述拖拽力值拖拽所述执行工具从初始轨迹点开始沿所述预设运动轨迹中的各轨迹点以恒定的所述法向力值运动。

9.一种电子设备(500)，包括处理器(510)、存储器(520)和存储在所述存储器(520)中的指令，其中所述指令被所述处理器(510)执行时实现如权利要求1-5任一项所述的方法(100)。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令在被运行时执行根据权利要求1-5中任一项所述的方法(100)。

11.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实施权利要求1-5中任一项所述的方法(100)。

技术总结本发明提出了一种机器人的控制方法，包括：标定相机坐标系和工具坐标系，以确定相机坐标系和工具坐标系之间的转换矩阵，根据所述转换矩阵将3D相机获取的目标对象在相机坐标系中的位姿转换为工具坐标系中的位姿，并将目标对象在工具坐标系中的位姿转换为基坐标系中的位姿；接受用户输入的操作配置参数，所述操作配置参数包括法向力值和所述执行工具的预设运动轨迹；确定所述预设运动轨迹中初始轨迹点在相机坐标系中的初始位姿，根据初始位姿计算所述初始轨迹点的法向，并根据所述初始位姿和所述法向计算所述初始轨迹点在所述基坐标系中的位姿；控制所述执行工具从初始轨迹点开始沿所述预设运动轨迹中的各轨迹点以恒定的所述法向力值运动。技术研发人员：高腾飞,朱俊丰,金一泓受保护的技术使用者：西门子（中国）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2