[发明专利]基于具有摄像机的远程移动装置的视觉追踪的机器人控制

说明书

对相关申请案的交叉参考

本申请案主张2012年9月5日申请且题为“机器人控制信息”的美国申请案第13/604,470号的优先权，所述申请案转让给本受让人且被以引用的方式并入本文中。

技术领域

本文中描述的标的物的实施例大体与机械臂有关，且更明确地说，与控制机械臂的运动有关。

背景技术

机械臂有时用以(例如)按高度准确方式但重复方式移动物件。控制机械臂(例如，指定所要的运动或轨迹)可能困难且耗时。例如，可通过将机械臂人工移动到各种所要的位置来对机械臂编程。然而，机械臂的所得运动可能为不希望的。通过实例，可能需要机械臂模仿典型的手动作。人工移动机械臂不大可能产生在手运动中发现的自然移动。

发明内容

移动装置的以视觉为基础的追踪用以远程控制机器人。例如，由移动装置俘获的图像(例如，在视频流中)用于移动装置相对于成像环境的姿态的以视觉为基础的追踪。移动装置的姿态(即，移动装置的轨迹)的改变经确定且转换到远离移动装置的机器人的所要的运动。接着控制机器人随所要的运动而移动。使用通过倒转手-眼睛校准变换产生的变换将移动装置的轨迹转换到机器人的所要的运动。

在一个实施方案中，一种方法包含：随对于远离移动装置的机器人的所要的运动而移动所述移动装置，所述移动装置具有摄像机；使用由所述摄像机俘获的图像确定所述移动装置的轨迹；将所述移动装置的所述轨迹转换成所述机器人的所述所要的运动；以及控制所述机器人随所述所要的运动而移动。

在一个实施方案中，一种移动装置包含：摄像机，其用于在移动所述移动装置时俘获环境的图像；无线接口，其用于与远程机器人控制器通信；以及处理器，其经耦合以接收所述俘获的图像且耦合到所述无线接口，所述处理器经配置以使用所述俘获的图像确定所述移动装置的轨迹，将所述移动装置的所述轨迹转换成远程机器人的所要的运动，和使所述无线接口将所述远程机器人的所述所要的运动传输到所述远程机器人控制器。

在一个实施方案中，一种用于控制机器人的控制器，所述控制器包含：外部接口，其用于与远程移动装置通信，所述远程移动装置具有用于俘获在随对于所述机器人的所要的运动而移动时的环境的图像的摄像机；机器人接口，其用于通信且控制机器人；以及处理器，其耦合到所述外部接口和所述机器人接口，所述处理器经配置以将使用所述俘获的图像确定所述远程移动装置的轨迹转换到所述机器人的所要的运动，和通过所述机器人接口控制所述机器人随所述所要的运动而移动。

在一个实施方案中，一种系统包含：用于使用在随对于远离移动装置的机器人的所要的运动而移动所述移动装置时由所述移动装置俘获的图像确定移动装置的轨迹的装置；用于将所述移动装置的所述轨迹转换成所述机器人的所述所要的运动的装置；以及用于控制所述机器人随所述所要的运动而移动的装置。

在一个实施方案中，一种存储媒体包含存储于其上的程序代码，包含使用在随对于远离移动装置的机器人的所要的运动而移动所述移动装置时由所述移动装置俘获的图像确定所述移动装置的轨迹的程序代码；将所述移动装置的所述轨迹转换成所述机器人的所述所要的运动的程序代码；以及控制所述机器人随所述所要的运动而移动的程序代码。

附图说明

图1说明包含可用以控制远程机器人的运动的具有摄像机的移动装置的系统。

图2说明用以产生用于将移动装置的轨迹转换到机器人的所要的运动的变换的手-眼睛校准过程。

图3为说明基于以视觉为基础的追踪使用远程移动装置控制机器人的方法的流程图。

图4为说明校准移动装置的轨迹到机器人的所要的运动的变换的方法的流程图。

图5为能够以视觉为基础的追踪和通信以对远程机器人控制或编程的移动装置的框图。

图6为能够基于由远程移动装置无线提供的以视觉为基础的追踪信息控制机器人的控制器的框图。

具体实施方式

图1说明包含可用以控制远程机器人120的运动的具有摄像机102的移动装置100的系统。移动装置100包含以视觉为基础的追踪模块101，其使用常在例如扩增实境的应用中使用的以视觉为基础的追踪来追踪移动装置100相对于环境物件106的姿态。如图1中所说明，移动装置100通过无线网络115与用于机械臂120的控制器130通信，且移动装置100的姿态(即，移动装置100的轨迹)的改变被转换成指令以控制机械臂120。