机器人及其控制方法技术

本发明专利技术提供了一种机器人及其控制方法。所述机器人包括：机器人手和机器人手臂；抓握传感器单元，被构造成使机器人手能够感测物体；抓握控制单元，被构造成根据从抓握传感器单元得到的抓握信息确定机器人手是否抓握了物体，根据确定的结果选择基于物体的动作来控制机器人手和机器人手臂的基于物体的坐标或者选择独立地控制机器人手和机器人手臂的独立坐标，并基于选择的坐标来控制机器人手和机器人手臂；以及坐标变换单元，被构造成计算虚拟物体根据基于物体的坐标的位置和方向，并将关于计算的虚拟物体的位置和方向的信息传送到抓握控制单元。

【技术实现步骤摘要】
机器人及其控制方法
本公开的实施例涉及一种机器人及其控制方法，通过将用户的手臂和手的动作传达给所述机器人，所述机器人能够执行任务，更具体地讲，涉及一种利用基于物体的坐标变换的机器人及其控制方法。
技术介绍
通常，以将用户的动作如实地表现在机器人上的这样的方式来提供对机器人的控制。即，将用户的手臂的动作的信息传送到机器人手臂，并将用户的手的动作的信息传送到机器人手。因此，用户独立地控制机器人手臂和机器人手。然而，在这种情况下，需要单独的操纵器（manipulator）来独立地控制机器人手臂和机器人手，因此工作效率降低。另外，被识别为由用户抓握的物体的位置和方向可能与实际上由机器人手抓握的物体的位置和方向不同。因此，根据用户的手臂的动作的机器人手臂的动作可能会妨碍根据用户的手的动作的机器人手的动作。
技术实现思路
因此，本公开的一方面在于提供一种机器人及其控制方法，所述机器人能够在自由空间内独立地控制机器人手臂和机器人手，在抓握了物体之后，能够根据基于物体的坐标来控制机器人手臂和机器人手。本公开的其他方面将在以下描述中部分地进行阐述，并且部分将通过描述而显而易见，或者可以通过本公开的实施而了解。根据本公开的一方面，一种机器人包括机器人手、机器人手臂、抓握传感器单元、抓握控制单元和坐标变换单元。抓握传感器单元可以被构造成使机器人手能够感测物体。抓握控制单元可以被构造成根据从抓握传感器单元得到的抓握信息确定机器人手是否抓握了物体，根据确定的结果选择基于物体的动作控制机器人手和机器人手臂的基于物体的坐标或者选择独立地控制机器人手和机器人手臂的独立坐标，并基于选择的坐标来控制机器人手和机器人手臂。坐标变换单元可以被构造成计算虚拟物体根据基于物体的坐标的位置和方向，并将关于计算的虚拟物体的位置和方向的信息传送到抓握控制单元。如果确定机器人手抓握了物体，则抓握控制单元可以使用基于物体的坐标，并可维持机器人处于抓握物体的状态，从而防止机器人响应于用户的详细动作而移动。基于物体的坐标可以被构造成计算多个实际手指尖的位置，通过利用计算的多个实际手指尖的位置计算多个虚拟手指尖的位置，并基于计算的多个虚拟手指尖的位置得到虚拟物体的中心位置和方向矢量。抓握控制单元可以确定从主控装置或从属装置传送的虚拟物体的坐标的相对变化是平移运动、旋转运动还是抓握运动，并根据平移运动产生平移控制命令，根据旋转运动产生旋转控制命令或者根据抓握运动产生抓握控制命令。平移控制命令可以被构造成确定平移运动是否是在基于物体的坐标的XY平面上的平移运动，如果确定平移运动不是在基于物体的坐标的XY平面上的平移运动，则平移控制命令确定机器人手是否能够沿基于物体的坐标的Z轴执行平移运动，从而控制机器人手臂或机器人手。旋转控制命令可以被构造成确定旋转运动是否是绕基于物体的坐标的X轴或Y轴的旋转运动，如果确定旋转运动不是绕基于物体的坐标的X轴或Y轴的旋转运动，则旋转控制命令可以确定机器人手是否能够绕基于物体的坐标的Z轴执行旋转运动，从而控制机器人手臂或机器人手。抓握控制命令可以是被构造成控制机器人手的命令。根据本公开的另一方面，一种控制机器人的方法如下。可以根据从抓握传感器单元得到的抓握信息来确定机器人手是否抓握了物体。根据确定的结果，可以选择基于物体的动作控制机器人手和机器人手臂的基于物体的坐标或者选择独立地控制机器人手和机器人手臂的独立坐标。可以基于选择的坐标控制机器人手和机器人手臂。基于物体的坐标可以计算虚拟物体的位置和方向，并可将关于计算的虚拟物体的位置和方向的信息传送到抓握控制单元。对坐标的选择可以包括：如果确定机器人手抓握了物体，则使用基于物体的坐标，并维持机器人处于抓握物体的状态，从而防止机器人响应于用户的详细动作而移动。基于物体的坐标可以被构造成计算多个实际手指尖的位置，通过利用计算的多个实际手指尖的位置计算多个虚拟手指尖的位置，并基于计算的多个虚拟手指尖的位置得到虚拟物体的中心位置和方向矢量。可以通过执行以下步骤来完成对基于物体的坐标的选择。可以确定从主控装置或从属装置传送的虚拟物体的坐标的相对变化是平移运动、旋转运动还是抓握运动。可以根据平移运动产生平移控制命令，根据旋转运动产生旋转控制命令，根据抓握运动产生抓握控制命令。平移控制命令可以被构造成确定平移运动是否是在基于物体的坐标的XY平面上的平移运动，如果确定平移运动不是在基于物体的坐标的XY平面上的平移运动，则平移控制命令可以确定机器人手是否能够沿基于物体的坐标的Z轴执行平移运动，从而控制机器人手臂或机器人手。旋转控制命令可以被构造成确定旋转运动是否是绕基于物体的坐标的X轴或Y轴的旋转运动，如果确定旋转运动不是绕基于物体的坐标的X轴或Y轴的旋转运动，则旋转控制命令可以确定机器人手是否能够绕基于物体的坐标的Z轴执行旋转运动，从而控制机器人手臂或机器人手。抓握控制命令可以是被构造成控制机器人手的命令。附图说明通过下面结合附图对实施例进行的描述，本公开的这些和/或其他方面将变得明显且更加容易理解，在附图中：图1是示出根据本公开的一个实施例的机器人的构造的示图。图2是示出根据本公开的一个实施例的机器人手的手掌侧的平面图。图3是示出根据本公开的一个实施例的机器人的框图。图4是示出根据本公开的一个实施例的主控手从五个实际的手指尖转换成两个虚拟的手指尖的透视图。图5是示出根据本公开的一个实施例的机器人获得基于物体的坐标的示图。图6是示出根据本公开的一个实施例的机器人的控制方法的流程图。图7是示出在根据本公开实施例的机器人的控制方法中根据基于物体的坐标控制机器人手臂和机器人手的部分的流程图。图8是根据本公开的一个实施例的从五个实际的手指尖转换成两个虚拟的手指尖的机器人手的透视图。具体实施方式现在将详细地描述本公开的实施例，其示例在附图中示出，在附图中，相同的标号始终指示相同的元件。图1是示出根据本公开的一个实施例的机器人的示图。参照图1，根据本公开的实施例的机器人包括由用户操纵的主控装置（masterdevice）110和被构造成在远程区域中执行任务的从属装置（slavedevice）120。显示单元111与从属装置120的相机传感器单元125a配对。显示单元111可以将从从属装置120的相机传感器单元125a得到的图像信息显示给用户。主控手112与从属装置120的机器人手1配对。主控手112可以将用户的手的坐标信息传送到机器人手1。例如，根据本公开的实施例的主控手112可以使用由手套状的设备构成的设备来实现，以测量结合到外骨骼致动器结构的手指的关节的角度，从而提供力反馈。可选择地，可以使用由既用作传感器又用作致动器的连接件构成的外骨骼结构来实现主控手。主控手臂113与从属装置120的机器人手臂5配对。主控手臂113可以将用户的手臂的坐标信息传送给机器人手臂5。图2是示出根据本公开的一个实施例的机器人手的手掌侧的平面图。参照图2，应用于根据本公开的实施例的机器人的机器人手1被构造成包括以与人手相同的方式从手状部分2延伸的五个手指机构1a至1e的结构。手指机构1a至1e分别对应于人的拇指、食指、中指、无名指和小指。通过组装手掌形成构件3和手背（backhand）形成构件4来构造手状部分2。用于操作手指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人，所述机器人包括：机器人手和机器人手臂；抓握传感器单元，被构造成使机器人手能够感测物体；抓握控制单元，被构造成根据从抓握传感器单元得到的抓握信息确定机器人手是否抓握了物体，根据确定的结果选择基于物体的动作来控制机器人手和机器人手臂的基于物体的坐标或者选择独立地控制机器人手和机器人手臂的独立坐标，并基于选择的坐标来控制机器人手和机器人手臂；以及坐标变换单元，被构造成计算虚拟物体根据基于物体的坐标的位置和方向，并将关于计算的虚拟物体的位置和方向的信息传送到抓握控制单元。

【技术特征摘要】
2012.01.10 KR 10-2012-00029551.一种主从机器人，所述主从机器人包括：机器人手和机器人手臂；抓握传感器单元，被构造成使机器人手能够感测物体；抓握控制单元，被构造成根据从抓握传感器单元得到的抓握信息确定机器人手是否抓握了物体，根据确定的结果选择基于物体的动作来控制机器人手和机器人手臂的基于物体的坐标或者选择独立地控制机器人手和机器人手臂的独立坐标，并基于选择的坐标来控制机器人手和机器人手臂，其中，基于物体的坐标被构造成计算多个实际手指尖的位置，通过利用计算的多个实际手指尖的位置计算多个虚拟手指尖的位置，并基于计算的多个虚拟手指尖的位置得到虚拟物体的中心位置和方向矢量；以及坐标变换单元，被构造成计算在基于物体的坐标上的虚拟物体的位置和方向，并将关于计算的虚拟物体的位置和方向的信息传送到抓握控制单元。2.如权利要求1所述的机器人，其中，如果确定机器人手抓握了物体，则抓握控制单元使用基于物体的坐标，并且维持机器人处于抓握物体的状态，从而防止机器人响应于用户的详细动作而移动。3.如权利要求1所述的机器人，其中，抓握控制单元确定从主控装置或从属装置传送的虚拟物体的坐标的相对变化是平移运动、旋转运动还是抓握运动，并根据平移运动产生平移控制命令，根据旋转运动产生旋转控制命令或者根据抓握运动产生抓握控制命令。4.如权利要求3所述的机器人，其中，平移控制命令被构造成确定平移运动是否是在基于物体的坐标的XY平面上的平移运动，如果确定平移运动不是在基于物体的坐标的XY平面上的平移运动，则平移控制命令确定机器人手是否能够沿基于物体的坐标的Z轴执行平移运动，并控制机器人手臂或机器人手。5.如权利要求3所述的机器人，其中，旋转控制命令被构造成确定旋转运动是否是绕基于物体的坐标的X轴或Y轴的旋转运动，如果确定旋转运动不是绕基于物体的坐标的X轴或Y轴的旋转运动，则旋转控制命令确定机器人手是否能够绕基于物体的坐标的Z轴执行旋转运动，并控制机器人...

【专利技术属性】
技术研发人员：金智英，李光奎，权宁道，卢庆植，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：