机器人控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及机器人控制技术领域，特别涉及一种机器人控制系统及方法。本发明专利技术中机器人控制系统包括：控制器、第一机器人与第二机器人；控制器获取第一矩阵变换到第二矩阵的变换矩阵；第一矩阵表征第一机器人相对于预设参照物的初始位置和初始姿态，第二矩阵表征第一机器人相对于预设参照物的目标位置与目标姿态；变换矩阵表征第一机器人从初始位置和初始姿态移动至目标位置与目标姿态的过程中执行的动作；控制器根据第一矩阵变换、变换矩阵控制第一机器人运动，根据第三矩阵与变换矩阵控制第二机器人运动；第三矩阵表征第二机器人相对于第一机器人的目标位置和目标姿态。这样，使得一个机器人可以跟随运动的另一个机器人并相对其做出预设的动作。

Robot control system and method

The invention relates to the technical field of robot control, in particular to a robot control system and a method thereof. The robot control system of the present invention includes: first and second robot controller, robot controller; transformation matrix matrix transform to obtain the first second matrix; the first matrix first preset reference robot relative to the initial position and attitude, second matrix characterization of the first robot to the target position and attitude reference implementation process; transformation the first robot matrix from the initial position and initial attitude to move to the target position and attitude of the target in the action; the first controller according to the matrix transformation, the transformation matrix of robot motion control first, according to the third matrix and transformation matrix of motion control robot second; third matrix characterization of second robot to the target position and attitude of the first robot. In this way, a robot is able to follow the movement of the other robot and make a preset action relative to it.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人的控制
，特别涉及一种机器人控制系统及方法。
技术介绍
随着机器人技术的发展，智能机器人产品已经越来越多地深入到人们生活的各个方面，机器人不只用来帮助用户高效地完成指定的工作，更被设计为能够为用户提供娱乐的伙伴。然而在现有技术中，机器人只能单独的执行指定的任务，无法实现与其他机器人之间的高实时交互，比如说，机器人A无法跟随机器人B并相对随机器人B做出预设的动作，限制了机器人的应用范围，降低了机器人的用户体验。
技术实现思路
本专利技术实施方式的目的在于提供一种机器人控制系统及方法，使得一个机器人可以跟随运动的另一个机器人并相对其做出预设的动作。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种机器人控制系统，包括：控制器、第一机器人与第二机器人；所述控制器分别与所述第一机器人、所述第二机器人通信连接；所述控制器获取第一矩阵变换到第二矩阵的变换矩阵；其中，所述第一矩阵用于表征所述第一机器人相对于预设参照物的初始位置和初始姿态，所述第二矩阵用于表征所述第一机器人相对于所述预设参照物的目标位置与目标姿态；所述变换矩阵用于表征所述第一机器人从所述初始位置和所述初始姿态移动至所述目标位置与所述目标姿态的过程中执行的动作；所述控制器根据所述第一矩阵变换、所述变换矩阵控制所述第一机器人运动，根据第三矩阵与所述变换矩阵控制所述第二机器人运动；其中，所述第三矩阵用于表征所述第二机器人相对于所述第一机器人的目标位置和目标姿态。本专利技术的实施方式还提供了一种机器人控制方法，应用于上述的机器人控制系统，包括：获取第一矩阵变换到第二矩阵的变换矩阵；其中，所述第一矩阵用于表征所述第一机器人相对于预设参照物的初始位置和初始姿态，所述第二矩阵用于表征所述第一机器人相对于所述预设参照物的目标位置与目标姿态；所述变换矩阵用于表征所述第一机器人从所述初始位置和所述初始姿态移动至所述目标位置与所述目标姿态的过程中执行的动作；根据所述第一矩阵变换、所述变换矩阵控制所述第一机器人运动，根据第三矩阵与所述变换矩阵控制所述第二机器人运动；其中，所述第三矩阵用于表征所述第二机器人相对于所述第一机器人的目标位置和目标姿态。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，通过第一机器人的初始位置和初始姿态，以及第一机器人的目标位置与目标姿态，可以获取第一机器人运动过程中的变换矩阵，然后根据该变换矩阵控制第二机器人的运动，使得第二机器人可以跟随第一机器人并相对其做出预设的动作，拓展了机器人的应用范围。另外，所述控制器具体包括：解算模块、第一机器人控制模块与第二机器人控制模块；所述解算模块与所述第一机器人控制模块、所述第二机器人控制模块均相连；所述解算模块根据所述第三矩阵与所述变换矩阵，得到第四矩阵；所述第四矩阵用于表征所述第二机器人相对于所述预设参照物的目标位置与目标姿态；所述解算模块还根据所述第二矩阵解算出所述第一机器人的各个关节轴的角度，根据所述第四矩阵解算出所述第二机器人的各个关节轴的角度；所述第一机器人控制模块，用于根据解算出的所述第一机器人的各个关节轴的角度，控制所述第一机器人的各个关节轴转动；所述第二机器人控制模块，用于根据解算出的所述第二机器人的各个关节轴的角度，控制所述第二机器人的各个关节轴转动。通过解算模块解算出的机器人的各个关节轴的角度，可以控制机器人动作，同时，两个以及两个以上的机器人采用同一个解算模块，可以降低系统功耗。另外，所述第一机器人控制模块包括：轴控模块与虚拟轴；其中，所述轴控模块的数目等于所述虚拟轴的数目；所述轴控模块与所述虚拟轴一一对应连接；所述第一机器人包括伺服驱动器；所述伺服驱动器的数目等于所述第一机器人的关节轴的数目；所述虚拟轴与所述伺服驱动器通过实时现场总线通信连接；在所述机器人控制系统启动时，所述轴控模块，用于根据连接到所述第一机器人控制模块的所述伺服驱动器的数目，初始化虚拟轴；其中，初始化的虚拟轴的数目等于所述第一机器人的伺服驱动器的数目；所述轴控模块，还用于通过所述虚拟轴将指令发送至所述伺服驱动器；其中，所述指令包括所述第一机器人的各个关节轴的角度。这样，可以根据机器人的关节轴的数目为其配置相应的虚拟轴，每个虚拟轴对应一个轴控模块和伺服驱动器，实施起来灵活、方便，更利于仿真。另外，所述第二机器人控制模块包括：轴控模块与虚拟轴；其中，所述轴控模块的数目等于所述虚拟轴的数目；所述轴控模块与所述虚拟轴一一对应连接；所述第二机器人包括伺服驱动器；所述伺服驱动器的数目等于所述第二机器人的关节轴的数目；所述虚拟轴与所述伺服驱动器通过实时现场总线通信连接；在所述机器人控制系统启动时，所述轴控模块，用于根据连接到所述第二机器人控制模块的所述伺服驱动器的数目，初始化虚拟轴；其中，初始化的虚拟轴的数目等于所述第二机器人的伺服驱动器的数目；所述轴控模块，还用于通过所述虚拟轴将指令发送至所述伺服驱动器；其中，所述指令包括所述第二机器人的各个关节轴的角度。这样，可以根据机器人的关节轴的数目为其配置相应的虚拟轴，每个虚拟轴对应一个轴控模块和伺服驱动器，实施起来灵活、方便。另外，所述解算模块根据所述第二机器人的最大加速度、最大速度规划所述第一机器人的运动；所述解算模块，还根据规划的所述第一机器人的运动，获取所述变换矩阵。这样可以保证第二机器人在跟随第一机器人做动作时不会超过加速度与速度的限制。附图说明图1是根据本专利技术第一实施方式的机器人控制系统结构示意图；图2是根据本专利技术第二实施方式的机器人控制系统结构示意图；图3是根据本专利技术第三实施方式的机器人控制方法流程图；图4是根据本专利技术第四实施方式的机器人控制方法流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。本专利技术的第一实施方式涉及一种机器人控制系统，如图1所示，包含：控制器、第一机器人与第二机器人。其中控制器分别与第一机器人、第二机器人通信连接。具体的说，控制器获取第一矩阵变换到第二矩阵的变换矩阵；其中，第一矩阵用于表征第一机器人相对于预设参照物的初始位置和初始姿态，第二矩阵用于表征第一机器人相对于预设参照物的目标位置与目标姿态；变换矩阵用于表征第一机器人从初始位置和初始姿态移动至目标位置与目标姿态的过程中执行的动作。控制器根据第一矩阵变换、变换矩阵控制第一机器人运动，根据第三矩阵与变换矩阵控制第二机器人运动；其中，第三矩阵用于表征第二机器人相对于第一机器人的目标位置和目标姿态。比如说，预设的参照物可以选取地面，表征第一机器人的初始位置和初始姿态的第一矩阵可以为T1，表征第一机器人的目标位置与目标姿态的第二矩阵可以为T2，表征第一机器人从初始位置和初始姿态移动至目标位置与目标姿态的过程中执行的动作的变换矩阵可以为T，则T1*T＝T2，这样，就可以根据第一矩阵T1、变换矩阵T控制第一机器人运动至目标位置与目标姿态。同样，表征第二机器人相对于第一机器人的目标位置和目标姿态的第三矩阵可以用T3表示，可以根据第三矩阵T3与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人控制系统，其特征在于，包括：控制器、第一机器人与第二机器人；所述控制器分别与所述第一机器人、所述第二机器人通信连接；所述控制器获取第一矩阵变换到第二矩阵的变换矩阵；其中，所述第一矩阵用于表征所述第一机器人相对于预设参照物的初始位置和初始姿态，所述第二矩阵用于表征所述第一机器人相对于所述预设参照物的目标位置与目标姿态；所述变换矩阵用于表征所述第一机器人从所述初始位置和所述初始姿态移动至所述目标位置与所述目标姿态的过程中执行的动作；所述控制器根据所述第一矩阵变换、所述变换矩阵控制所述第一机器人运动，根据第三矩阵与所述变换矩阵控制所述第二机器人运动；其中，所述第三矩阵用于表征所述第二机器人相对于所述第一机器人的目标位置和目标姿态。

【技术特征摘要】
1.一种机器人控制系统，其特征在于，包括：控制器、第一机器人与第二机器人；所述控制器分别与所述第一机器人、所述第二机器人通信连接；所述控制器获取第一矩阵变换到第二矩阵的变换矩阵；其中，所述第一矩阵用于表征所述第一机器人相对于预设参照物的初始位置和初始姿态，所述第二矩阵用于表征所述第一机器人相对于所述预设参照物的目标位置与目标姿态；所述变换矩阵用于表征所述第一机器人从所述初始位置和所述初始姿态移动至所述目标位置与所述目标姿态的过程中执行的动作；所述控制器根据所述第一矩阵变换、所述变换矩阵控制所述第一机器人运动，根据第三矩阵与所述变换矩阵控制所述第二机器人运动；其中，所述第三矩阵用于表征所述第二机器人相对于所述第一机器人的目标位置和目标姿态。2.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于，所述控制器具体包括：解算模块、第一机器人控制模块与第二机器人控制模块；所述解算模块与所述第一机器人控制模块、所述第二机器人控制模块均相连；所述解算模块根据所述第三矩阵与所述变换矩阵，得到第四矩阵；所述第四矩阵用于表征所述第二机器人相对于所述预设参照物的目标位置与目标姿态；所述解算模块还根据所述第二矩阵解算出所述第一机器人的各个关节轴的角度，根据所述第四矩阵解算出所述第二机器人的各个关节轴的角度；所述第一机器人控制模块，用于根据解算出的所述第一机器人的各个关节轴的角度，控制所述第一机器人的各个关节轴转动；所述第二机器人控制模块，用于根据解算出的所述第二机器人的各个关节轴的角度，控制所述第二机器人的各个关节轴转动。3.根据权利要求2所述的机器人控制系统，其特征在于，所述第一机器人控制模块包括：轴控模块与虚拟轴；其中，所述轴控模块的数目等于所述虚拟轴的数目；所述轴控模块与所述虚拟轴一一对应连接；所述第一机器人包括伺服驱动器；所述伺服驱动器的数目等于所述第一机器人的关节轴的数目；所述虚拟轴与所述伺服驱动器通过实时现场总线通信连接；在所述机器人控制系统启动时，所述轴控模块，用于根据连接到所述第一机器人控制模块的所述伺服驱动器的数目，初始化虚拟轴；其中，初始化的虚拟轴的数目等于所述第一机器人的伺服驱动器的数目；所述轴控模块，还用于通过所述虚拟轴将指令发送至所述伺服驱动器；其中，所述指令包括所述第一机器人的各个关节轴的角度。4.根据权利要求2所述的机器人控制系统，其特征在于，所述第二机器人控制模块包括：轴控模块与虚拟轴；其中，所述轴控模块的数目等于所述虚拟轴的数目；所述轴控模块与所述虚拟轴一一对应连接；所述第二机器人包括伺服驱动器；所述伺服驱动器的数目等于所述第二机器人的关节轴的数目；所述虚拟轴与所述伺服驱动器通过实时现场总线通信连接；在所述机器人控制系统启动时，所述轴控模块，用于根据连接到所述第二机器人控制模块的所述伺服驱动器的数目，初始化虚拟轴；其中，初始化的虚拟轴的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：王科，严彩忠，徐广厦，石洪蕾，
申请(专利权)人：上海新时达电气股份有限公司，上海辛格林纳新时达电机有限公司，上海新时达机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31