[发明专利]运动捕捉方法、装置、电子设备以及机械臂控制系统

说明书

本申请实施例提供一种运动捕捉方法、装置、电子设备以及机械臂控制系统，所述方法包括：获取接收到的多帧图像，所述图像中包含第一时间点；基于所述多帧图像，获得多个第一位姿信息，其中，所述第一时间点与所述第一位姿信息相对应，所述第一位姿信息为机械臂末端在第一坐标系中的位姿信息，所述第一坐标系以机械臂基座为基准；对多个所述第一位姿信息进行样条插值处理，以得到插值曲线；获取多个第二时间点，按照所述第二时间点，从所述插值曲线中获得多个第二位姿信息；基于多个所述第二位姿信息，获得第一运动信息，以使得所述机械臂末端按照所述第一运动信息进行运动。

技术领域

本申请涉及运动捕捉技术领域，特别涉及一种运动捕捉方法、装置、电子设备以及机械臂控制系统。

背景技术

在机械臂控制领域中，机械臂写毛笔字主要采用拖动示教采点方法与离线编辑方法。

拖动示教采点方法，是通过机械臂在示教模式下，进行拖动采集毛笔字的关键点位，然后通过示教器编辑点位，以得到点位运动函数，从而控制机械臂按照该点位运动函数进行运动，实现机械臂写毛笔字。然而，该拖动示教采点方法虽然能够实现写毛笔字功能，但是，在实际应用中，由于在示教模式下，受机械臂关节轴静力矩以及关节轴拐点的影响，拖动较为费力，拖动过程不连贯，导致无法复现大师写毛笔字连贯的动作、起笔顿笔不明显，而且还受到点位数量的影响，笔姿和笔锋等很难得到保障，导致用户体验效果较差。

离线编辑方法一，是通过提取毛笔字的平面位置信息，以生成得到X轴与Y轴的二维平面信息，从而控制机械臂按照该二维平面信息进行运动，实现机械臂写毛笔字。该方法无法生成得到Z轴位置信息以及X轴旋转角度(Rx)、Y轴旋转角度(Ry)、Z轴旋转角度(Rx)，仅适用于硬笔书法。

离线编辑方法二，是通过导入的毛笔模型，在离线编辑软件上拖动毛笔，以生成轨迹信息，从而控制机械臂按照该轨迹信息进行运动，实现机械臂写毛笔字。该方法中，在离线编辑软件上拖动毛笔，不会随着毛笔的下压而改变笔锋姿态，无法呈现毛笔特征，更不能复现大师书法，仅适用于硬笔书法。

发明内容

本申请提供了一种运动捕捉方法、装置、电子设备以及机械臂控制系统，其能够实现控制机械臂运动的轨迹以及速度模仿真实的轨迹以及速度，有利于提高用户体验度，适用性较高。

第一方面，本申请提供了一种运动捕捉方法，应用于机械臂控制系统，所述机械臂控制系统包括机械臂，所述机械臂包括机械臂基座及机械臂末端，所述方法包括：

获取接收到的多帧图像，所述图像中包含第一时间点；

基于所述多帧图像，获得多个第一位姿信息，其中，所述第一时间点与所述第一位姿信息相对应，所述第一位姿信息为所述机械臂末端在第一坐标系中的位姿信息，所述第一坐标系以所述机械臂基座为基准；

对多个所述第一位姿信息进行样条插值处理，以得到插值曲线；

获取多个第二时间点，按照所述第二时间点，从所述插值曲线中获得多个第二位姿信息；

基于多个所述第二位姿信息，获得第一运动信息，以使得所述机械臂末端按照所述第一运动信息进行运动。

其中一种可能的方式中，所述对多个所述第一位姿信息进行样条插值处理，以得到插值曲线，包括：

分别对与相邻多个所述第一时间点相对应的多个所述第一位姿信息进行样条插值处理，以得到多段插值曲线。

其中一种可能的方式中，所述插值曲线包括第一曲线以及第二曲线，每个所述第一位姿信息中包含空间位置以及旋转角度，所述对多个所述第一位姿信息进行样条插值处理，以得到插值曲线，包括：

对多个所述空间位置进行样条插值处理，以得到所述第一曲线；

对多个所述旋转角度进行样条插值处理，以得到所述第二曲线。