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一种机器人开门方法、装置、可读存储介质及机器人

文献发布时间:2024-04-18 19:52:40


一种机器人开门方法、装置、可读存储介质及机器人

技术领域

本申请属于机器人技术领域,尤其涉及一种机器人开门方法、装置、计算机可读存储介质及机器人。

背景技术

仿人机器人因其具有与人类似的结构和运动潜能,被认为是可融入人类环境的服务机器人的最终形态。开门作为人类在日常生活中使用的一个高频动作,自然也是仿人机器人需要被开发出的重要功能之一。

然而,在现有技术中,仿人机器人的手部轨迹规划和腰部轨迹规划通常是独立的,导致仿人机器人在执行开门操作时上、下半身运动协调性低,从而难以实现对仿人机器人全身运动的精确控制。

发明内容

有鉴于此,本申请实施例提供了一种机器人开门方法、装置、计算机可读存储介质及机器人,以解决现有技术中机器人在执行开门操作时运动协调性低,从而难以实现对机器人全身运动精确控制的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种机器人开门方法,可以包括:

确定门把手的第一位置,并根据所述第一位置控制机器人的手部握住所述门把手;

确定门轴的第二位置,并根据所述第二位置调整所述机器人的身体朝向;

确定所述手部绕所述门轴的第一运动半径和所述机器人的腰部绕所述门轴的第二运动半径;

根据所述第一运动半径、所述第二运动半径和预设的开门角度确定所述机器人的手部规划轨迹和腰部规划轨迹;

使用预设的导纳控制方法对所述手部规划轨迹进行柔顺处理,得到柔顺处理的手部规划轨迹;

根据所述柔顺处理的手部规划轨迹进行多任务操作控制,得到所述机器人的手臂关节角度;

根据预设的脚步生成规则将所述腰部规划轨迹映射为所述机器人的离散脚步;

根据所述手臂关节角度和所述离散步姿控制所述机器人进行行走开门操作。在第一方面的一种具体实现方式中,所述根据所述手部规划轨迹进行多任务操作控制,得到所述机器人的手臂关节角度,可以包括:

根据所述手部规划轨迹确定所述机器人的手部操作任务;其中,所述手部操作任务包括手部位置到达任务和手部姿态到达任务;

根据所述手部操作任务,确定所述手部位置到达任务和所述手部姿态任务的权重及约束条件;其中,所述手部位置到达任务的权重大于所述手部姿态到达任务的权重,所述约束条件包括关节避极限约束和手臂避奇异约束;

根据所述约束条件对所述手部操作任务进行权重二次规划求解,得到所述机器人的手臂关节角度。

在第一方面的一种具体实现方式中,所述根据预设的脚步生成规则将所述腰部规划轨迹映射为所述机器人的离散脚步,可以包括:

根据预设的开门操作执行时长和脚步生成间隔时长计算所述机器人的脚步次数;

根据所述脚步生成规则和所述脚步次数将所述腰部规划轨迹映射为所述机器人的离散脚步。

在第一方面的一种具体实现方式中,所述根据所述第一运动半径、所述第二运动半径和预设的开门角度确定所述机器人的手部规划轨迹和腰部规划轨迹,可以包括:

以所述门轴为圆心,以所述第一运动半径为圆半径,确定与所述开门角度对应的手部规划轨迹;

以所述门轴为圆心,以所述第二运动半径为圆半径,确定与所述开门角度对应的腰部规划轨迹。

本申请实施例的第二方面提供了一种机器人开门装置,可以包括:

第一位置确定模块,用于确定门把手的第一位置,并根据所述第一位置控制机器人的手部握住所述门把手;

第二位置确定模块,用于确定门轴的第二位置,并根据所述第二位置调整所述机器人的身体朝向;

运动半径确定模块,用于确定所述手部绕所述门轴的第一运动半径和所述机器人的腰部绕所述门轴的第二运动半径;

规划轨迹确定模块,用于根据所述第一运动半径、所述第二运动半径和预设的开门角度确定所述机器人的手部规划轨迹和腰部规划轨迹;

柔顺处理模块,用于使用预设的导纳控制方法对所述手部规划轨迹进行柔顺处理,得到柔顺处理的手部规划轨迹;

多任务操作控制模块,用于根据所述柔顺处理的手部规划轨迹进行多任务操作控制,得到所述机器人的手臂关节角度;

离散脚步映射模块,用于根据预设的脚步生成规则将所述腰部规划轨迹映射为所述机器人的离散脚步;

开门操作控制模块,用于根据所述手部规划轨迹和所述腰部规划轨迹控制所述机器人进行行走开门操作。

在第二方面的一种具体实现方式中,所述多任务操作控制模块可以包括:

手部操作任务确定单元,用于根据所述手部规划轨迹确定所述机器人的手部操作任务;其中,所述手部操作任务包括手部位置到达任务和手部姿态到达任务;

权重及约束条件确定单元,用于根据所述手部操作任务,确定所述手部位置到达任务和所述手部姿态任务的权重及约束条件;其中,所述手部位置到达任务的权重大于所述手部姿态到达任务的权重,所述约束条件包括关节避极限约束和手臂避奇异约束;

权重二次规划求解单元,用于根据所述约束条件对所述手部操作任务进行权重二次规划求解,得到所述机器人的手臂关节角度。

在第二方面的一种具体实现方式中,所述离散脚步映射模块可以包括:

脚步次数计算单元,用于根据预设的开门操作执行时长和脚步生成间隔时长计算所述机器人的脚步次数;

离散脚步映射单元,用于根据所述脚步生成规则和所述脚步次数将所述腰部规划轨迹映射为所述机器人的离散脚步。

在第二方面的一种具体实现方式中,所述规划轨迹确定模块可以包括:

手部规划轨迹确定单元,用于以所述门轴为圆心,以所述第一运动半径为圆半径,确定与所述开门角度对应的手部规划轨迹;

腰部规划轨迹确定单元,用于以所述门轴为圆心,以所述第二运动半径为圆半径,确定与所述开门角度对应的腰部规划轨迹。

本申请实施例的第三方面提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种机器人开门方法的步骤。

本申请实施例的第四方面提供了一种机器人,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一种机器人开门方法的步骤。

本申请实施例的第五方面提供了一种计算机程序产品,当计算机程序产品在机器人上运行时,使得机器人执行上述任一种机器人开门方法的步骤。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是:本申请实施例确定门把手的第一位置,并根据所述第一位置控制机器人的手部握住所述门把手;确定门轴的第二位置,并根据所述第二位置调整所述机器人的身体朝向;确定所述手部绕所述门轴的第一运动半径和所述机器人的腰部绕所述门轴的第二运动半径、以及所述机器人的双脚中心连线过所述门轴所需身体朝向调整角度;根据所述第一运动半径、所述第二运动半径和预设的开门角度确定所述机器人的手部规划轨迹和腰部规划轨迹;根据所述手部规划轨迹和所述腰部规划轨迹控制所述机器人进行开门操作。通过本申请实施例,可以根据运动半径对机器人的手部轨迹和腰部轨迹同时规划,并根据得到的手部规划轨迹和腰部规划轨迹控制机器人进行开门操作,提升了机器人的运动协调性,实现了对机器人全身运动的精确控制。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,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,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为仿人机器人全身运动的坐标系系统的示意图;

图2为本申请实施例中一种机器人开门方法的一个实施例流程图;

图3为仿人机器人世界坐标系∑

图4为手部规划轨迹和腰部规划轨迹确定过程的示意流程图;

图5为对手部规划轨迹进行多任务操作控制的示意流程图;

图6为将腰部规划轨迹映射为仿人机器人的离散脚步的示意流程图;

图7为仿人机器人脚步生成规则的示意图;

图8为本申请实施例中一种机器人开门装置的一个实施例结构图;

图9为本申请实施例中一种机器人的示意框图。

具体实施方式

为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而非全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。

应当理解,当在本说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解,在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解,在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样,术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地,短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

另外,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在现有技术中,仿人机器人的手部轨迹规划和腰部轨迹规划通常是独立的,导致仿人机器人在执行开门操作时运动协调性低,从而难以实现对仿人机器人的精确控制。

有鉴于此,本申请实施例提供了一种机器人开门方法、装置、计算机可读存储介质及机器人,以解决现有技术中机器人在执行开门操作时运动协调性低,从而难以实现对机器人全身运动精确控制的问题。

本申请实施例提供的机器人开门方法需要建立仿人机器人全身运动规划与控制的统一坐标系系统,由于本申请方法中有多个步骤涉及到仿人机器人坐标系系统的使用,所以,下面将首先对仿人机器人的全身运动坐标系系统进行介绍。

请参阅图1所示的仿人机器人全身运动的坐标系系统的示意图,其中,∑

当仿人机器人在平面行走时,可认为∑

world

请参阅图2,本申请实施例中一种机器人开门方法的一个实施例可以包括:

步骤S101、确定门把手的第一位置,并根据第一位置控制机器人的手部握住门把手。

在本申请实施例中,可以首先确定门把手的第一位置和门轴的第二位置,再根据确定出的第二位置对手部和腰部进行轨迹规划。

具体地,可以使用预先设置的摄像采集装置采集门把手区域的图像,并通过现有技术中的任意一种图像识别方法确定门把手的位置。本申请实施例对摄像采集装置的设置位置和使用的图像识别方法不作具体限定,可以根据实际需要进行设置。

在一种可能的实施例中,可以使用预先安装在仿人机器人上或者设置在预设位置的摄像头来采集门把手区域的图像或者视频,并通过对采集到的图像或者视频序列中的一帧图像进行图像识别,确定门把手的第一位置。

可以理解的是,通常情况下,仿人机器人在开发时或者在第一次使用之前会进行手眼标定,所以通过图像对门把手进行识别,可以得知门把手在手部坐标系下的位置,从而可以控制仿人机器人的手部握住门把手。

在一种可能的实施例中,可以使用常见的边缘检测算法来识别门把手,并据此确定门把手的第一位置。

在另一种可能的实施例中,可以使用预先训练好的用于门把手检测的人工智能模型对采集到的图像进行图像识别,并据此确定门把手的第一位置。

可以理解的是,在确定门把手的第一位置之后,可以根据第一位置控制仿人机器人的手部握住门把手。例如,可以根据第一位置下发对应的运动指令,控制仿人机器人按照指令握住门把手。

步骤S102、确定门轴的第二位置,并根据第二位置调整机器人的身体朝向。

在本申请实施例中,在确定好门把手的第一位置之后,可以通过确定门轴的第二位置来控制仿人机器人调整身体朝向。

具体地,可以根据第二位置确定出仿人机器人需要调整的身体朝向角度γ

在一种可能的实施例中,可以在识别出门把手之后,采集门区域的图像,并根据步骤S101所述图像识别方法识别出门轴的第二位置。

在另一种可能的实施例中,为了方便后续对开门操作进行轨迹规划,可以在采集门把手和门轴的图像或者视频序列的时候,同时识别出门板长度、门把手偏离门板的距离等信息。

在确定出第二位置之后,可以根据第二位置确定仿人机器人双脚中心连线要经过第二位置所需调整身体朝向的转动角度γ

步骤S103、确定手部绕门轴的第一运动半径和机器人的腰部绕门轴的第二运动半径。

可以理解的是,在本申请实施例中,可以以仿人机器人手部的第一运动半径和腰部的第二运动半径为各自对应规划轨迹(本申请实施例中为圆弧)的圆半径,再结合预设的开门角度,确定对应的规划轨迹(圆弧)。因此,可以首先确定出仿人机器人手部的第一运动半径和腰部的第二运动半径,再根据第一运动半径、第二运动半径和预设的开门角度来最终确定手部规划轨迹和腰部规划轨迹。

具体地,在确定出第二位置之后,可以将仿人机器人的手部与门轴之间的连线作为第一运动半径,将仿人机器人的腰部与门轴之间的连线作为第二运动半径。

请参阅图3所示的仿人机器人世界坐标系∑

可以理解的是,手部坐标系∑

torso

其中,q表示仿人机器人的手臂关节位置向量,则点B在∑

world

之后,点A的坐标可以根据点B坐标获得,具体为:

(x

据此,可以得到第一运动半径r

由此,可以得到第一运动半径r

步骤S104、根据第一运动半径、第二运动半径和预设的开门角度确定机器人的手部规划轨迹和腰部规划轨迹。

请参阅图4,步骤S104可以包括具体如下过程:

步骤S1041、以门轴为圆心,以第一运动半径为圆半径,确定与开门角度对应的手部规划轨迹。

作为本申请的一个实施例,下面将结合图3所示的∑

其中,上述开门角度为预设角度,通过对开门角度进行设置,可以确定出仿人机器人的开门操作具体为推门还是拉门。若将开门角度设置为顺时针旋转角度,则可以执行推门的开门操作;反之,若将开门角度设置为逆时针旋转角度,则可以执行拉门的开门操作。本申请对其取值不作具体限定,可以根据实际需要进行设置,在本申请实施例中,可以将开门角度设置为逆时针旋转90度(即拉门)。

请参阅图3,可以以门轴所在位置点A为圆心,以第一运动半径r

步骤S1042、以门轴为圆心,以第二运动半径为圆半径,确定与开门角度对应的腰部规划轨迹。

在本申请实施例中,可以以门轴为圆心,以第二运动半径为圆半径,确定与开门角度对应的腰部规划轨迹,即图3所示的以r

可以理解的是,以上为对仿人机器人拉门过程的轨迹规划,仿人机器人推门的过程中的手部和腰部规划轨迹也可以使用步骤S1041和步骤S1042介绍的方法确定,区别在于,推门过程的开门角度为顺时针设置,而拉门过程的开门角度为逆时针设置。

步骤S105、使用预设的导纳控制方法对手部规划轨迹进行柔顺处理,得到柔顺处理的手部规划轨迹。

在本申请实施例中,在根据手部规划轨迹确定仿人机器人的手部操作任务之前,还可以使用预设的导纳控制方法对手部规划轨迹进行柔顺处理,得到柔顺处理的手部规划轨迹。可以理解的是,仿人机器人在进行开门操作的过程中,会产生不可避免的控制误差,导致仿人机器人手部与门把手之间产生冲击力,所以可以使用导纳控制方法对手部规划轨迹进行柔顺处理,具体控制原理如下:

其中,M、B、K分别表示阻抗模型的惯性矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵,

其中,e=x

步骤S106、根据柔顺处理的手部规划轨迹进行多任务操作控制,得到机器人的手臂关节角度。

可以理解的是,在执行开门操作时,仿人机器人手臂自由度是冗余的,所以在本申请实施例中,在得到手部规划轨迹之后,可以对手部规划轨迹进行多任务操作控制,以得到机器人的手臂关节角度。

请参阅图5,步骤S106可以包括具体如下过程:

步骤S1061、根据手部规划轨迹确定机器人的手部操作任务。

其中,上述手部操作任务可以包括仿人机器人的手部位置到达任务和手部姿态到达任务。

可以理解的是,在根据手部规划轨迹控制仿人机器人进行开门操作时,为了确保开门操作顺利进行,需要对仿人机器人的手部位置和手部姿态进行跟踪,也即,对手部跟踪的过程为多任务过程。因此,在本申请实施例中,可以根据手部规划轨迹将手部操作任务分解为手部位置到达任务和手部姿态到达任务。

步骤S1062、根据手部操作任务,确定手部位置到达任务和手部姿态任务的权重及约束条件。

其中,手部位置到达任务的权重大于手部姿态到达任务的权重,约束条件可以包括关节避极限约束和手臂避奇异约束。

在本申请实施例中,可以通过对手部位置到达任务和手部姿态到达任务分配不同的权重,以调节两个任务之间的重要程度,提升追踪手部操作运动的效率。

可以理解的是,在本申请实施例中,仿人机器人在执行开门操作时,首要任务是保证手部操作运动的位置精度,而手部操作运动的姿态精度则较为次要。所以,在本申请实施例中,可以设置手部位置到达任务的权重大于手部姿态到达任务的权重。其中,手部位置到达任务和手部姿态到达任务的权重取值可以根据实际需要进行设置,本申请对此不做具体限定。

步骤S1063、根据约束条件对手部操作任务进行权重二次规划求解,得到机器人的手臂关节角度。

在本申请实施例中,可以根据预设的约束条件对手部操作任务进行权重二次规划(Weighted Quadratic Programming,WQP)求解。

具体地,可以根据分解得到的两个任务,构建目标优化函数,再对目标函数在约束条件下进行优化求解。

在本申请实施例中,因为手部位置到达任务较为重要,所以可以将手部位置到达任务的权重优选地设置为1,而较为次要的手部姿态到达任务的权重W可以设置为小于1的数值,本申请实施例对其取值不作具体限定,例如,权重W可以设置为0.1、0.05……。因此,分解得到的两个任务可以通过对应的权重构建得到如下目标优化函数:

其中,ε

可以理解的是,在仿人机器人的运动过程中,对手臂关节有避极限和避奇异的约束,所以在本申请实施例中,可以对目标优化函数设置如下约束条件:

其中,J

在本申请实施例中,可以通过使用现有技术中的任意一种二次规划求解方法求解目标优化函数,得到开门操作过程中的手臂关节角度。

步骤S107、根据预设的脚步生成规则将腰部规划轨迹映射为机器人的离散脚步。

可以理解的是,在本申请实施例中,可以认为仿人机器人在执行开门操作的过程中,腰部不会向前、向后或者向侧边倾斜,即可以认为腰部规划轨迹向地面的投影与腿部规划轨迹重合。因此,可以将腰部规划轨迹映射为仿人机器人的离散脚步,实现腰部轨迹至腿部轨迹的转换,提升仿人机器人的手脚运动协调性。

请参阅图6,步骤S107可以包括具体如下过程:

步骤S1071、根据预设的开门操作执行时长和脚步生成间隔时长计算机器人的脚步次数。

其中,开门操作执行时长为预设值,根据开门操作执行时长和脚步生成规则中设置的脚步生成间隔时长,可以计算仿人机器人在开门操作过程中需要行走的脚步次数n

步骤S1072、根据脚步生成规则和脚步次数将所述腰部规划轨迹映射为所述机器人的离散脚步。

其中,上述脚步生成规则为预设。

本申请实施例中的仿人机器人在执行平面行走任务时,当脚步生成间隔时长确定后,可以使用指令量(dx,dy,dγ)中的任意一个或者两个指令来生成脚步,为了便于叙述,本申请实施例中将以(dx,dγ)的组合指令为例,对脚步生成规则进行说明。请参阅图7所示的脚步生成规则示意图,图中的∑

需要理解的是,本申请实施例中下发的指令(dx,dγ)为相对于上一次指令对应脚所在坐标系的分量。例如,可以向右脚下发第一次脚步指令,之后,再向左脚下发第二次脚步指令,则第一次脚步指令可以为根据上一次指令对应脚所在坐标系的分量(此处无上一次指令,所以可以以停留在原点的左脚所在的坐标系

此处以向右脚发出第一次脚步指令为例,对脚步生成规则进行说明。此时,下发的指令为(dx

根据需要下发的脚步指令次数n

dx

其中,γ

根据上述脚步生成规则,便可以基于里程计原理获得每个脚步指令下仿人机器人腿部在腰部坐标系∑

γ

x

y

其中,t和t-1分别表示当前时刻和上一步长时刻。之后,可以根据下式:

world

得到腰部坐标系∑

步骤S108、根据手臂关节角度和离散步姿控制机器人进行行走开门操作。

可以理解的是,在确定手臂关节角度和离散步姿之后,可以根据确定出的手臂关节角度和离散步姿控制仿人机器人进行行走开门操作。

具体地,在得到手臂关节角度和离散步姿之后,可以根据手臂关节角度控制仿人机器人的手部运动,并根据离散步姿控制仿人机器人的腿部运动,从而实现开门操作。

综上所述,本申请实施例确定门把手的第一位置,并根据所述第一位置控制机器人的手部握住所述门把手;确定门轴的第二位置,并根据所述第二位置调整所述机器人的身体朝向;确定所述手部绕所述门轴的第一运动半径和所述机器人的腰部绕所述门轴的第二运动半径、以及所述机器人的双脚中心连线过所述门轴所需身体朝向调整角度;根据所述第一运动半径、所述第二运动半径和预设的开门角度确定所述机器人的手部规划轨迹和腰部规划轨迹;根据所述手部规划轨迹和所述腰部规划轨迹控制所述机器人进行开门操作。通过本申请实施例,可以根据运动半径对机器人的手部轨迹和腰部轨迹同时规划,并根据得到的手部规划轨迹和腰部规划轨迹控制机器人进行开门操作,提升了机器人的运动协调性,实现了对机器人全身运动的精确控制。

应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

对应于上文实施例所述的一种机器人开门方法,图8示出了本申请实施例提供的一种机器人开门装置的一个实施例结构图。

本实施例中,一种机器人开门装置可以包括:

第一位置确定模块801,用于确定门把手的第一位置,并根据所述第一位置控制机器人的手部握住所述门把手;

第二位置确定模块802,用于确定门轴的第二位置,并根据所述第二位置调整所述机器人的身体朝向;

运动半径确定模块803,用于确定所述手部绕所述门轴的第一运动半径和所述机器人的腰部绕所述门轴的第二运动半径;

规划轨迹确定模块804,用于根据所述第一运动半径、所述第二运动半径和预设的开门角度确定所述机器人的手部规划轨迹和腰部规划轨迹;

柔顺处理模块805,用于使用预设的导纳控制方法对所述手部规划轨迹进行柔顺处理,得到柔顺处理的手部规划轨迹;

多任务操作控制模块806,用于根据所述柔顺处理的手部规划轨迹进行多任务操作控制,得到所述机器人的手臂关节角度;

离散脚步映射模块807,用于根据预设的脚步生成规则将所述腰部规划轨迹映射为所述机器人的离散脚步;

开门操作控制模块808,用于根据所述手部规划轨迹和所述腰部规划轨迹控制所述机器人进行行走开门操作。

在本申请实施例的一种具体实现方式中,所述多任务操作控制模块可以包括:

手部操作任务确定单元,用于根据所述手部规划轨迹确定所述机器人的手部操作任务;其中,所述手部操作任务包括手部位置到达任务和手部姿态到达任务;

权重及约束条件确定单元,用于根据所述手部操作任务,确定所述手部位置到达任务和所述手部姿态任务的权重及约束条件;其中,所述手部位置到达任务的权重大于所述手部姿态到达任务的权重,所述约束条件包括关节避极限约束和手臂避奇异约束;

权重二次规划求解单元,用于根据所述约束条件对所述手部操作任务进行权重二次规划求解,得到所述机器人的手臂关节角度。

在本申请实施例的一种具体实现方式中,所述离散脚步映射模块可以包括:

脚步次数计算单元,用于根据预设的开门操作执行时长和脚步生成间隔时长计算所述机器人的脚步次数;

离散脚步映射单元,用于根据所述脚步生成规则和所述脚步次数将所述腰部规划轨迹映射为所述机器人的离散脚步。

在本申请实施例的一种具体实现方式中,所述规划轨迹确定模块可以包括:

手部规划轨迹确定单元,用于以所述门轴为圆心,以所述第一运动半径为圆半径,确定与所述开门角度对应的手部规划轨迹;

腰部规划轨迹确定单元,用于以所述门轴为圆心,以所述第二运动半径为圆半径,确定与所述开门角度对应的腰部规划轨迹。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的装置,模块和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。

图9示出了本申请实施例提供的一种机器人的示意框图,为了便于说明,仅示出了与本申请实施例相关的部分。

如图9所示,该实施例的机器人9包括:处理器90、存储器91以及存储在所述存储器91中并可在所述处理器90上运行的计算机程序92。所述处理器90执行所述计算机程序92时实现上述各个机器人开门方法实施例中的步骤,例如图2所示的步骤S101至步骤S108。或者,所述处理器90执行所述计算机程序92时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能,例如图8所示模块801至模块808的功能。

示例性的,所述计算机程序92可以被分割成一个或多个模块/单元,所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器91中,并由所述处理器90执行,以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段,该指令段用于描述所述计算机程序92在所述机器人9中的执行过程。

本领域技术人员可以理解,图9仅仅是机器人9的示例,并不构成对机器人9的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如所述机器人9还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所述处理器90可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器91可以是所述机器人9的内部存储单元,例如机器人9的硬盘或内存。所述存储器91也可以是所述机器人9的外部存储设备,例如所述机器人9上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。进一步地,所述存储器91还可以既包括所述机器人9的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器91用于存储所述计算机程序以及所述机器人9所需的其它程序和数据。所述存储器91还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置/机器人和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置/机器人实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通讯连接,可以是电性,机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解,本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读存储介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是,所述计算机可读存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减,例如在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读存储介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。

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