[发明专利]机器人机械手控制方法、装置及系统

说明书

本发明公开了机器人机械手控制方法、装置及系统，能够识别、跟踪目标设备，进行当前环境的三维重建，获取目标设备的姿态和相对坐标，再结合三维模型和实时全景视频对机械手进行控制，获取力反馈数据后，根据力反馈数据调整对机械手的控制。本发明能够适应带电作业机器人的工作场景，提高其稳定性与可靠性，提高操作效率和安全性；通过环境数据反馈与力反馈双重保障降低由于带电作业机器人故障或违规操作产生的二次事故的发生；容易培训操作人员，可以在实验场地模拟各种情况的操作与力数据，制定力数据表范围，对操作人员有指导作用。

技术领域

本发明涉及带电作业机器人、遥控机械手机器人的技术领域，尤其涉及机器人机械手控制方法、装置及系统。

背景技术

目前在高压电力系统中，带电作业存在非常高的安全隐患，我国研发的带电作业机器人研究有线上依靠工作人员非接触维护与线下遥控维护和自主维护三大方向，但是线上工作人员非接模式离高压过近，对人工高压带电作业的防护与屏蔽要求严格，容易引发安全事故。而普通线下遥控模式对操作人员的技术要求非常高，且容易引发人的疏忽或疲劳错误，后果也很严重。

目前自主模式依靠视觉算法自主运动虽然日渐成熟，但是在高压带电作业机器人方面，不能达到高稳定性与可靠性，造成一次失误就容易变成重大事故。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供机器人机械手控制方法、装置及系统，旨在解决现有技术下人工作业容易引发安全事故、普通线下遥控作业对操作人员技术要求高、自主作业不够稳定可靠的问题。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种机器人机械手控制方法，包括：

视频获取分析步骤：

通过双目相机获取双目视频；

在双目视频中识别目标设备并对目标设备进行自动跟踪，建立当前环境的三维模型，获取目标设备的姿态，以及目标设备与机械手的相对坐标；

通过全景摄像头实时获取当前环境的全景视频；

力反馈控制步骤：

根据当前环境的三维模型、当前环境的全景视频、目标设备的姿态以及目标设备与机械手的相对坐标，通过力反馈控制装置对机械手的运动进行控制；

通过力反馈控制装置获取机械手的力反馈数据；

根据力反馈数据，通过力反馈控制装置对机械手的运动进行控制。

在上述实施例的基础上，优选的，所述在双目视频中识别目标设备并对目标设备进行自动跟踪，建立当前环境的三维模型，获取目标设备的姿态，以及目标设备与机械手的相对坐标的步骤，具体为：

在双目视频中识别目标设备并对目标设备进行自动跟踪；

定位目标设备的关键点；

重建关键点在相机坐标系中的位置；

根据双目视频中前后若干帧关键点在相机坐标系中的点云信息，恢复机械手运动的位置及姿态；

根据关键点在相机坐标系中的位置以及机械手运动的位置及姿态，建立当前环境的三维模型，获取目标设备的姿态，以及目标设备与机械手的相对坐标。

在上述任意实施例的基础上，优选的，识别目标设备的方式为模板匹配、特征点匹配和机器学习中的一种或多种。

一种机器人机械手控制装置，包括：

视频获取分析模块，用于：

通过双目相机获取双目视频；