本技术涉及机器人，特别是涉及一种搀扶机器人的控制方法、搀扶机器人及电子设备。
背景技术：
1、日常生活中，为了在站立或者行走时增强平衡能力、提供支撑和提高稳定性，相关的辅助活动设备在日常康复等多种场景中被广泛应用。目前，常用的辅助活动设备一般是拐杖或者其他简易的助行器，这类辅助活动设备的智能化程度有待提升。
技术实现思路
1、以下是对本技术详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
2、本技术实施例提供了一种搀扶机器人的控制方法、搀扶机器人及电子设备，能够自动地执行搀扶任务，智能化程度较高。
3、一方面，本技术实施例提供一种搀扶机器人的控制方法，所述搀扶机器人设置有机械臂和用于进行对象感知的目标传感器，所述机械臂上设置有触觉传感器，所述控制方法包括：
4、响应于识别到目标对象存在需求搀扶的意图，控制所述搀扶机器人向所述目标对象移动，当所述搀扶机器人移动至目标移动位置时，控制所述机械臂动作至目标关节位置，其中，所述目标移动位置和所述目标关节位置均是跟随所述目标对象与所述目标传感器之间的相对位置变化的；
5、在所述机械臂动作至所述目标关节位置的过程中或者在所述机械臂动作至所述目标关节位置以后，当所述触觉传感器被施加外力时，对所述搀扶机器人进行柔顺控制。
6、另一方面，本技术实施例提供一种搀扶机器人，所述搀扶机器人设置有控制模块、机械臂和用于进行对象感知的目标传感器，所述机械臂上设置有触觉传感器：
7、所述控制模块用于响应于识别到目标对象存在需求搀扶的意图，控制所述搀扶机器人向所述目标对象移动，当所述搀扶机器人移动至目标移动位置时，控制所述机械臂动作至目标关节位置，以及在所述机械臂动作至所述目标关节位置的过程中或者在所述机械臂动作至所述目标关节位置以后，当所述触觉传感器被施加外力时，对所述搀扶机器人进行柔顺控制；
8、其中，所述目标移动位置和所述目标关节位置均是跟随所述目标对象与所述目标传感器之间的相对位置变化的。
9、进一步地，控制模块还用于：
10、获取所述位姿传感器当前的目标位姿数据，基于预设的第一变换矩阵对所述目标位姿数据进行变换，得到所述目标移动位置；
11、基于所述目标移动位置控制所述搀扶机器人向所述目标对象移动。
12、进一步地，控制模块还用于：
13、获取前一时刻对所述位姿传感器进行预测得到的第一位姿数据以及第一协方差矩阵，基于所述第一位姿数据预测当前的第二位姿数据，基于所述第一协方差矩阵预测当前的第二协方差矩阵；
14、获取所述位姿传感器当前采集得到的测量位姿数据，基于所述测量位姿数据和所述第二协方差矩阵确定目标增益；
15、基于所述目标增益对所述第二位姿数据进行修正，得到所述位姿传感器当前的目标位姿数据。
16、进一步地，控制模块还用于：
17、获取所述视觉传感器当前的图像数据，确定所述目标对象的多个关键点在所述图像数据中的关键点位置；
18、将所述关键点位置所在的坐标系转换至所述搀扶机器人所在的坐标系，基于多个转换后的所述关键点位置，确定多个所述关键点的中心点位置；
19、基于预设的第二变换矩阵对所述中心点位置进行变换，得到所述目标关节位置，基于所述目标关节位置控制所述机械臂动作。
20、进一步地，控制模块还用于：
21、对所述视觉传感器进行参数标定，得到所述视觉传感器的内参矩阵；
22、确定所述视觉传感器在所述搀扶机器人中的安装位置，根据所述安装位置确定所述视觉传感器的外参矩阵；
23、基于所述内参矩阵以及所述外参矩阵将所述关键点位置所在的坐标系转换至所述目标移动位置所在的坐标系。
24、进一步地，控制模块还用于：
25、根据各个所述关键点对所述目标对象进行姿态识别，其中，所述姿态识别的结果包括所述目标对象存在需求搀扶的意图或者所述目标对象未存在需求搀扶的意图。
26、进一步地，控制模块还用于：
27、对所述搀扶机器人进行运动学建模，得到所述搀扶机器人的动力学模型，其中，所述动力学模型用于指示所述搀扶机器人的关节力矩与所述搀扶机器人的关节加速度之间的关系；
28、获取所述触觉传感器当前的外力数据，对所述外力数据进行转换，得到目标关节力矩；
29、根据所述目标关节力矩与所述动力学模型确定所述搀扶机器人的目标关节加速度，基于所述目标关节加速度对所述搀扶机器人进行柔顺控制。
30、进一步地，控制模块还用于：
31、根据所述搀扶机器人的质量、所述搀扶机器人的关节位置以及所述搀扶机器人的关节速度确定质量系数；
32、根据所述搀扶机器人动作时的摩擦力与所述搀扶机器人的关节位置确定摩擦力系数；
33、根据所述搀扶机器人的重力加速度与所述搀扶机器人的关节位置确定重力系数；
34、确定所述质量系数与所述搀扶机器人的关节加速度之间的第一乘积，根据所述第一乘积、所述摩擦力系数以及所述重力系数之和对所述搀扶机器人进行运动学建模，得到所述搀扶机器人的动力学模型。
35、进一步地，控制模块还用于：
36、确定用于将所述搀扶机器人所在的坐标系转换至所述搀扶机器人的关节所在的坐标系的第三变换矩阵，确定用于将所述搀扶机器人的关节所在的坐标系转换至所述触觉单元所在的坐标系的第四变换矩阵；
37、根据所述第三变换矩阵以及所述第四变换矩阵，确定各个所述触觉单元所在的坐标系与所述搀扶机器人所在的坐标系之间的转换函数，确定所述转换函数对所述搀扶机器人的关节位置的微分，得到各个所述触觉单元对应的雅可比矩阵；
38、确定各个所述触觉单元采集得到的所述外力数据与对应的所述雅可比矩阵之间的第二乘积，基于多个所述第二乘积之和得到目标关节力矩。
39、进一步地，多个所述触觉单元呈圆柱状地分布在所述机械臂上，任意两个相邻的所述触觉单元之间的第一距离相等，控制模块还用于：
40、基于所述触觉单元对应的所述第一距离，确定用于将所述搀扶机器人的关节所在的坐标系转换至所述触觉单元所在的坐标系的第四变换矩阵。
41、进一步地，控制模块还用于：
42、在所述搀扶机器人跟随所述目标对象的过程中，当在预设的角度范围内识别到障碍物时，检测所述障碍物的目标尺寸；
43、当所述目标尺寸处于预设的尺寸范围以外时，控制所述搀扶机器人躲避所述障碍物。
44、进一步地，控制模块还用于：
45、检测所述搀扶机器人与所述障碍物之间的第二距离，当所述第二距离小于或者等于预设的距离阈值时，构建所述搀扶机器人所在的虚拟空间；
46、在所述虚拟空间中确定所述障碍物的障碍物位置以及所述搀扶机器人被设定的终点位置；
47、根据所述障碍物位置和所述障碍物的障碍物质量确定所述障碍物的第一力矢量，根据所述终点位置和所述终点位置的预设质量确定所述终点位置的第二力矢量；
48、将所述第一力矢量和所述第二力矢量进行合成得到目标力矢量，根据所述目标力矢量控制所述搀扶机器人躲避所述障碍物。
49、进一步地，所述触觉传感器设置有多个触觉单元，控制模块还用于：
50、当所述触觉传感器被施加外力时，获取所述触觉传感器当前的外力数据，并确定所述触觉单元的激活数量；
51、当所述外力数据指示所述触觉传感器所受到的外力大于或者等于外力阈值，且所述激活数量大于或者等于预设的数量阈值时，对所述搀扶机器人进行柔顺控制。
52、另一方面，本技术实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的搀扶机器人的控制方法。
53、另一方面，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行实现上述的搀扶机器人的控制方法。
54、另一方面，本技术实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序，该计算机程序存储在计算机可读存介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机程序，处理器执行该计算机程序，使得该计算机设备执行实现上述的搀扶机器人的控制方法。
55、本技术实施例至少包括以下有益效果：通过响应于识别到目标对象存在需求搀扶的意图，控制搀扶机器人向目标对象移动，当搀扶机器人移动至目标移动位置时，控制机械臂动作至目标关节位置，其中，目标移动位置和目标关节位置均是跟随目标对象与目标传感器之间的相对位置变化的，从而能够感知目标对象的状态，并根据目标对象的状态自动地执行搀扶任务，在此基础上，在机械臂动作至目标关节位置的过程中或者在机械臂动作至目标关节位置以后，当触觉传感器被施加外力时，对机械臂进行柔顺控制，使得机械臂能够顺从目标对象的姿态，从而提升搀扶的舒适性，可见，本技术提供的控制方法能够与目标对象进行多样化的交互，智能化程度较高。
56、本技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。
1.一种搀扶机器人的控制方法，其特征在于，所述搀扶机器人设置有机械臂和用于进行对象感知的目标传感器，所述机械臂上设置有触觉传感器，所述控制方法包括：
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述目标传感器的种类包括视觉传感器和位姿传感器，所述目标移动位置是跟随所述目标对象与所述位姿传感器之间的相对位置变化的，所述目标关节位置是跟随所述目标对象与所述视觉传感器之间的相对位置变化的。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述搀扶机器人向所述目标对象移动，包括：
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述获取所述位姿传感器当前的目标位姿数据，包括：
5.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述机械臂动作至目标关节位置，包括：
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述将所述关键点位置所在的坐标系转换至所述目标移动位置所在的坐标系，包括：
7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述响应于识别到目标对象存在需求搀扶的意图，控制所述搀扶机器人向所述目标对象移动之前，所述控制方法还包括：
8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述对所述搀扶机器人进行柔顺控制，包括：
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述对所述搀扶机器人进行运动学建模，得到所述搀扶机器人的动力学模型，包括：
10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述触觉传感器设置有多个触觉单元，所述对所述外力数据进行转换，得到目标关节力矩，包括：
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，多个所述触觉单元呈圆柱状地分布在所述机械臂上任意两个相邻的所述触觉单元之间的第一距离相等，所述确定用于将所述搀扶机器人的关节所在的坐标系转换至所述触觉单元所在的坐标系的第四变换矩阵，包括：
12.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述搀扶机器人躲避所述障碍物，包括：
14.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述触觉传感器设置有多个触觉单元，所述当所述触觉传感器被施加外力时，对所述搀扶机器人进行柔顺控制，包括：
15.一种搀扶机器人，其特征在于，所述搀扶机器人设置有控制模块、机械臂和用于进行对象感知的目标传感器，所述机械臂上设置有触觉传感器：
16.根据权利要求15所述的搀扶机器人，其特征在于：
17.根据权利要求16所述的搀扶机器人，其特征在于：
18.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至14任意一项所述的控制方法。
19.一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至14任意一项所述的控制方法。
20.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至14任意一项所述的控制方法。
