本發(fā)明涉及機(jī)械控制，具體涉及結(jié)合圖像處理的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制方法、平臺、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的機(jī)器人控制系統(tǒng)通常依賴于預(yù)設(shè)的路徑規(guī)劃和簡單的傳感器反饋，難以適應(yīng)復(fù)雜、動(dòng)態(tài)的作業(yè)環(huán)境。雖然機(jī)器人操作系統(tǒng)（如ros2）為機(jī)器人控制提供了基礎(chǔ)架構(gòu)，具備傳感器數(shù)據(jù)采集、硬件抽象和通信管理功能，但在智能化任務(wù)規(guī)劃和多機(jī)器人協(xié)同方面仍存在局限性。

2、此外，現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)缺乏對環(huán)境中不確定因素的有效處理能力，尤其在多機(jī)器人協(xié)同工作場景下，由于環(huán)境中的動(dòng)態(tài)變化（如障礙物移動(dòng)或任務(wù)優(yōu)先級變更），單一機(jī)器人或固定的路徑規(guī)劃難以實(shí)時(shí)應(yīng)對這些不確定性。同時(shí)，目前主流的運(yùn)動(dòng)控制方法在復(fù)雜任務(wù)的分解、任務(wù)分配和實(shí)時(shí)優(yōu)化方面欠缺靈活性，尤其是任務(wù)規(guī)劃算法往往無法靈活處理多目標(biāo)、多約束條件的平衡問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┝私Y(jié)合圖像處理的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制方法、平臺、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)機(jī)器人系統(tǒng)在應(yīng)對環(huán)境變化和多機(jī)器人協(xié)作方面存在響應(yīng)延遲、不確定性處理能力不足，以及任務(wù)分配效率低的技術(shù)問題。

2、本申請的第一個(gè)方面，提供了結(jié)合圖像處理的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制方法，所述方法包括：基于軟件接口，建立ros2與規(guī)劃開源庫的交互，構(gòu)建交互架構(gòu)，其中，ros2為機(jī)器人操作系統(tǒng)，所述交互架構(gòu)為分層模塊化架構(gòu)，以通信協(xié)議進(jìn)行交互通信；接收規(guī)劃任務(wù)，控制前端圖像傳感器，采集機(jī)器人的視域圖像，將視域圖像回傳至所述交互架構(gòu)，進(jìn)行分層分析與運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，響應(yīng)于執(zhí)行器進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制；其中，進(jìn)行分層分析與運(yùn)動(dòng)規(guī)劃包括：基于所述交互架構(gòu)的硬件抽象層，對所述視域圖像進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，確定圖像轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，其中，格式轉(zhuǎn)換以基于所述規(guī)劃開源庫的計(jì)算處理特征為導(dǎo)向，所述硬件抽象層與傳感器與執(zhí)行器建立有直接交互；基于所述交互架構(gòu)的規(guī)劃層，對所述圖像轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃目標(biāo)與約束條件下的控制決策，確定控制規(guī)劃策略，所述規(guī)劃層集成有所述規(guī)劃開源庫；基于所述交互架構(gòu)的執(zhí)行層，將所述控制規(guī)劃策略轉(zhuǎn)換為執(zhí)行目標(biāo)的控制指令，響應(yīng)于所述執(zhí)行器，以執(zhí)行器的識別特征為轉(zhuǎn)換依據(jù)。

3、本申請的第二個(gè)方面，提供了結(jié)合圖像處理的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制平臺，所述平臺包括：交互架構(gòu)構(gòu)建模塊，所述交互架構(gòu)構(gòu)建模塊用于基于軟件接口，建立ros2與規(guī)劃開源庫的交互，構(gòu)建交互架構(gòu)，其中，ros2為機(jī)器人操作系統(tǒng)，所述交互架構(gòu)為分層模塊化架構(gòu)，以通信協(xié)議進(jìn)行交互通信；機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制模塊，所述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制模塊用于接收規(guī)劃任務(wù)，控制前端圖像傳感器，采集機(jī)器人的視域圖像，將視域圖像回傳至所述交互架構(gòu)，進(jìn)行分層分析與運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，響應(yīng)于執(zhí)行器進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制；其中，所述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制模塊還包括：圖像格式轉(zhuǎn)換單元，所述圖像格式轉(zhuǎn)換單元用于基于所述交互架構(gòu)的硬件抽象層，對所述視域圖像進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，確定圖像轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，其中，格式轉(zhuǎn)換以基于所述規(guī)劃開源庫的計(jì)算處理特征為導(dǎo)向，所述硬件抽象層與傳感器與執(zhí)行器建立有直接交互；控制決策單元，所述控制決策單元用于基于所述交互架構(gòu)的規(guī)劃層，對所述圖像轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃目標(biāo)與約束條件下的控制決策，確定控制規(guī)劃策略，所述規(guī)劃層集成有所述規(guī)劃開源庫；控制執(zhí)行單元，所述控制執(zhí)行單元用于基于所述交互架構(gòu)的執(zhí)行層，將所述控制規(guī)劃策略轉(zhuǎn)換為執(zhí)行目標(biāo)的控制指令，響應(yīng)于所述執(zhí)行器，以執(zhí)行器的識別特征為轉(zhuǎn)換依據(jù)。

4、本申請的第三個(gè)方面，提供了一種電子設(shè)備，包括：處理器，所述處理器與存儲器耦合，所述存儲器用于存儲程序，當(dāng)所述程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)，使系統(tǒng)以執(zhí)行第一方面所述的方法。

5、本申請的第四個(gè)方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)上存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)第一方面的方法。

6、本申請中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

7、本申請?zhí)峁┑慕Y(jié)合圖像處理的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制方法、平臺、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)，涉及機(jī)械控制技術(shù)領(lǐng)域，通過在ros2與規(guī)劃開源庫間構(gòu)建分層模塊化交互架構(gòu)，并通過通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，接收規(guī)劃任務(wù)，采集圖像數(shù)據(jù)后，經(jīng)硬件抽象層轉(zhuǎn)換，規(guī)劃層制定控制策略，執(zhí)行層將策略轉(zhuǎn)為控制指令并驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中的精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)控制。解決了現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)機(jī)器人系統(tǒng)在應(yīng)對環(huán)境變化和多機(jī)器人協(xié)作方面存在響應(yīng)延遲、不確定性處理能力不足，以及任務(wù)分配效率低的技術(shù)問題，通過將圖像處理技術(shù)與ros2和規(guī)劃開源庫深度集成，構(gòu)建了一種分層模塊化架構(gòu)，使機(jī)器人不僅能夠感知和分析視域內(nèi)的環(huán)境信息，還能基于圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整運(yùn)動(dòng)控制策略，這種設(shè)計(jì)能夠優(yōu)化機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑，實(shí)現(xiàn)智能任務(wù)分配和動(dòng)態(tài)協(xié)同規(guī)劃，提升動(dòng)態(tài)環(huán)境中的自適應(yīng)性、任務(wù)協(xié)同效率和任務(wù)執(zhí)行的精準(zhǔn)度的技術(shù)效果。

技術(shù)特征：

1.結(jié)合圖像處理的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)合圖像處理的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征在于，所述方法還包括：

3.如權(quán)利要求2所述的結(jié)合圖像處理的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征在于，所述執(zhí)行兩步運(yùn)動(dòng)決策，包括：

4.如權(quán)利要求1所述的結(jié)合圖像處理的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征在于，對所述圖像轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃目標(biāo)與約束條件下的控制決策之前，包括：

5.如權(quán)利要求4所述的結(jié)合圖像處理的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征在于，基于所述目標(biāo)功能模塊，對所述圖像轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃目標(biāo)與約束條件下的控制決策，包括：

6.如權(quán)利要求5所述的結(jié)合圖像處理的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征在于，確定所述控制規(guī)劃策略之后，包括：

7.如權(quán)利要求1所述的結(jié)合圖像處理的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征在于，響應(yīng)于所述執(zhí)行器之后，包括：

8.結(jié)合圖像處理的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制平臺，其特征在于，所述平臺包括：

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：處理器，所述處理器與存儲器耦合，所述存儲器用于存儲程序，當(dāng)所述程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)，使系統(tǒng)以執(zhí)行如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)上存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了結(jié)合圖像處理的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制方法、平臺、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)，涉及機(jī)械控制技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括：通過軟件接口在ROS2與規(guī)劃開源庫間建立交互，構(gòu)建分層模塊化架構(gòu)，以通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)各層通信；接收規(guī)劃任務(wù)并控制前端圖像傳感器采集視域圖像，回傳至架構(gòu)內(nèi)進(jìn)行分層分析與運(yùn)動(dòng)規(guī)劃：硬件抽象層對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換；規(guī)劃層基于圖像數(shù)據(jù)和約束條件制定控制策略；執(zhí)行層將策略轉(zhuǎn)化為控制指令，依據(jù)執(zhí)行器特性進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)機(jī)器人系統(tǒng)存在響應(yīng)延遲、不確定性處理能力不足，以及任務(wù)分配效率低的技術(shù)問題，達(dá)到了提升機(jī)器人在動(dòng)態(tài)環(huán)境中的自適應(yīng)性、任務(wù)協(xié)同效率和任務(wù)執(zhí)行的精準(zhǔn)度的技術(shù)效果。

技術(shù)研發(fā)人員：昝學(xué)彥,唐龍,劉丹,鄒家?guī)?蔡積超,龔萌華,趙華祥,蔣干勝,徐波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：珠海創(chuàng)智科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26