一种人形机器人的肢体控制标定系统的制作方法

本发明涉及机器人的，特别是涉及一种人形机器人的肢体控制标定系统。

背景技术：

1、人形机器人能够帮助人们进行一些简单的工作，比如餐厅送餐。机器人在工作一段时间或工作环境的温度或湿度等因素改变时，其肢体的累计误差和肢体形变造成误差会导致机器人的肢体动作的精确度降低，因此需要对机器人的肢体进行标定。

2、现有技术提出了多种标定方法和系统，例如专利号为“zl202011301639.5”的中国发明专利提出的一种移动机器人的标定方法、装置及设备，该方法实施时，当移动机器人移动到标定装置的底部的指定位置时，控制标定装置上的雷达标定板接收移动机器人上的激光雷达发射的激光，并计算出激光雷达相对于所述移动机器人的角度安装偏差并进行校正；以及控制移动机器人原地旋转得到移动机器人的旋转轨迹点，并根据旋转轨迹点计算得到移动机器人的差速轮到移动机器人中心的轮距比值，并根据轮距比值校正所述移动机器人的旋转轨迹点；还例如专利号为“zl202010231753.9”的中国发明专利提出的机器人与工业相机手眼标定的方法，该本发明用led灯珠作为标定工具，led灯珠固定在不影响生产的工作台、固定夹具的边缘处，进行标定，标定结束后，标定工具和生产工件不需要更换，能够替代棋盘格，且标定过程全程自动运行，无需人为干预。

3、而人形机器人具有复杂的运动方式，在肢体动作时，需要对肢体的运动幅度，运动角度等参数进行控制，为了提高肢体动作的精确性，需要对肢体的动作进行标定，但是现有技术对于人形机器人的肢体标定涉及较少。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种在不同的标准值区间分别标定，超出标准值范围的距离和长度进行拟合标定，提高人形机器人肢体动作的精确性和智能水平的人形机器人的肢体控制标定系统。

2、本发明的一种人形机器人的肢体控制标定系统，包括机器人主体、多个肢体和监控部，机器人主体设置多个肢体和处理模块，处理模块中设置有储存器和处理芯片，多个肢体上均设置多个关节，多个关节之间均设置角度传感器，监控部安装在机器人主体上；还包括多个标定块、监控摄像头、发射器和接收器，多个肢体的关节臂上均设置有两个标定块，同一肢体上的两个标定块之间的距离为标准值，不同关节臂上的两个标定块之间的标准距离有规律的变化，并且两个标定块的中心连线与上述关节臂的轴线平行，监控摄像头安装在监控部上，监控摄像头监控工作场景和识别多个标定块的附加信息，发射器和接收器安装在监控部上，发射器照射多个标定块，多个标定块的反射角度均不同，当多个肢体的姿态为标定姿态时，多个标定块反射的光线会被接收器接收到，同时多个肢体的多个关节之间的角度为标准角度；进行标定工作时，开启发射器发射光线或电波，多个肢体分别调整姿态，使得多个标定块反射的光线或电波均能够准确的被接收器接收到，从而使得多个肢体调整到标定姿态，此时，监控摄像头识别多个标定块的附加信息，并通过景深和坐标信息计算测量同一关节臂上的两个标定块之间的直线距离，获得直线距离表，将直线距离表中的距离与标准值分别对比，得到不同标准距离下的偏差值，将偏差值线性拟合获得偏差值函数，从而完成肢体运动距离的标定，在多个肢体到达标定姿态时，肢体的各关节之间的角度传感器分别检测关节臂之间的角度，获得角度表，将角度表中的角度与标定姿态下关节臂之间的标准角度分别进行对比，得到不同标准角度下的偏差值，将角度偏差值线性拟合获得偏差值函数，从而完成肢体运动角度的标定，可以在机器人空闲、开机和关机等节点时刻进行对多个肢体的快速标定，操作简单，能够获得距离和角度的偏差值函数，在不同的标准值区间分别标定，对超出标准值范围的距离和长度进行拟合标定，对肢体的运动幅度，运动角度等参数进行控制，从而提高肢体动作的精确性，可以帮助机器人实现更加自然和流畅的运动，提高机器人的智能水平。

3、优选的，所述多个肢体的标定姿态各不相同，多个肢体的关节臂之间的角度有规律的变化；通过上述设置使得标定时，肢体的各关节臂之间的角度传感器检测到的角度值有规律的变化，方便建立角度值表，方便拟合获得角度偏差值函数，从而提高标定的准确性。

4、优选的，多个标定块分别包含有多个肢体上相应关节臂的虚拟空间参数，监控摄像头扫描标定块后，会获得虚拟肢体的数字模型；关节臂的虚拟空间参数存储在机器人的控制系统数据库中，使得机器人能够应用增强现实技术，通过扫描标定块直接调用肢体的数字模型，对肢体的运动进行控制，提高机器人肢体运动的可控性和流畅性。

5、优选的，多个标定块上分别设置有至少三个元素构成的不同的图案，至少三个元素的虚拟圆心为标定块的中心，不同的图案用于区分不同的标定块，不同的图案分别对应不同的肢体的关节臂的数字模型；通过不同的图案将多个标定块分别开来，避免数字信息混乱，从而提高对多个肢体的多个关节臂控制的精度，至少三个元素的虚拟圆心为标定块的中心，从而方便将同一关节臂上的两个标定块的中心连接成直线，通过上述多条直线方便机器人整体了解多个肢体的运行姿态，而无需将关节臂的整体数字模型进行拟合后再了解多个肢体的运行姿态，节约了机器人算力，提高了反应速度。

6、优选的，多个标定块均安装在多个肢体的关节臂上朝向监控摄像头的安装面上，在肢体运动过程中始终至少有两个标定块被监控摄像头监控到；通过上述对多个标定块的安装位置和布置方案的优化，能够对肢体保持持续监控，从而避免肢体的运动失控。

7、优选的，还包括多个反射镜，多个标定块上均设置有反射镜，当多个肢体分别调整到标定姿态时，多个反射镜将发射器发射的光线或电波分别准确的向接收器反射；通过在多个标定块上设置反射镜，使得多个标定块的整体规格相同，只有多个反射镜不同，提高美观性，由于多个反射镜反射面积更小，从而有利于提高多个肢体的标定姿态的准确性。

8、优选的，多个反射镜的反射面均为凹面，凹面将发射器发射的光线或电波反射聚焦在接收器上；通过设置反射镜的凹面将反射的光线或电波聚焦，从而缩小接收器上接收的光斑或电波的面积，提高肢体的标定姿态的准确性。

9、优选的，多个标定块的表面哑光处理；哑光的多个标定块，有效减少多个标定块的镜面反射，提供监控摄像头监控多个标定块的清晰度。

10、优选的，还包括接触标定模块，接触标定模块包括两个移动部件和两个固定部件，两个移动部件分别安装在机器人的左右上肢体的末端关节臂上，两个固定部件分别安装在机器人主体的左右两侧，当两个上肢竖直向下恢复初始状态时，两个固定部件分别与两个移动部件同心对齐；在机器人开启、关闭和工作的空闲时，两个固定部件和两个移动部件分别对齐后，两个上肢竖直向下恢复初始状态，能够使多个肢体上的角度传感器和监控摄像头检测的距离数据归零，消除累积误差，进行快速标定。

11、优选的，移动部件和固定部件分别为光电发射器和光电接收器；通过光电发射器和光电接收器实现上肢体与机器人主体非物理接触的对齐标定，实用性好。

12、与现有技术相比本发明的有益效果为：进行标定工作时，开启发射器发射光线或电波，多个肢体分别调整姿态，使得多个标定块反射的光线或电波均能够准确的被接收器接收到，从而使得多个肢体调整到标定姿态，此时，监控摄像头识别多个标定块的附加信息，并通过景深和坐标信息计算测量同一关节臂上的两个标定块之间的直线距离，获得直线距离表，将直线距离表中的距离与标准值分别对比，得到不同标准距离下的偏差值，将偏差值线性拟合获得偏差值函数，从而完成肢体运动距离的标定，在多个肢体到达标定姿态时，肢体的各关节之间的角度传感器分别检测关节臂之间的角度，获得角度表，将角度表中的角度与标定姿态下关节臂之间的标准角度分别进行对比，得到不同标准角度下的偏差值，将角度偏差值线性拟合获得偏差值函数，从而完成肢体运动角度的标定，可以在机器人空闲、开机和关机等节点时刻进行对多个肢体的快速标定，操作简单，能够获得距离和角度的偏差值函数，在不同的标准值区间分别标定，对超出标准值范围的距离和长度进行拟合标定，对肢体的运动幅度，运动角度等参数进行控制，从而提高肢体动作的精确性，可以帮助机器人实现更加自然和流畅的运动，提高机器人的智能水平。