CN117484520A - 自动标定机器人、控制方法及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及计算机视觉、机器人导航和视觉伺服控制技术领域，特别涉及一种自动标定机器人、控制方法及存储介质，其中，自动标定机器人包括：具有多方向移动功能和定位功能的底盘；具有在三维空间内移动功能的机械臂；控制单元，用于获取目标动捕场地的标定任务，基于标定任务和机器人的当前位置，规划底盘和机械臂的各自目标动作，控制底盘和机械臂执行各自目标动作，直到完成标定任务。由此，解决了相关技术中大型动捕场地人工标定耗时耗力，且人工标定时标定杆挥舞速率不稳定、空间覆盖率较低等问题。

Description

自动标定机器人、控制方法及存储介质

技术领域

本申请涉及计算机视觉、机器人导航和视觉伺服控制技术领域，特别涉及一种自动标定机器人、控制方法及存储介质。

背景技术

MoCap(Motion Capture，动作捕捉)是一类对空间中物体或生物的运动进行数字跟踪和重新编码的技术手段；由于动捕具备低延迟和高灵活性等特点，因此其也具备多种应用场景。

相关技术中，基于相机的动捕系统需要在使用前进行摄像头标定，以确保准确捕捉反光标记的位置；与惯性传感器相比，基于相机的传感器在使用标记物的情况下具有精度高、覆盖范围广以及数据分析自动化程度高等优势。

然而，相关技术的动捕系统精度依赖于相机的数量，需要的相机数量较多，并需要频繁且耗时的标定过程；此外，人手持标定杆挥舞的动作具有主观性和不稳定性，容易导致挥舞过快或空间覆盖率不足，影响标定效果。

发明内容

本申请提供一种自动标定机器人、控制方法及存储介质，以解决相关技术中大型动捕场地人工标定耗时耗力，且人工标定时标定杆挥舞速率不稳定、空间覆盖率较低等问题。

本申请第一方面实施例提供一种自动标定机器人，包括：具有多方向移动功能和定位功能的底盘；具有在三维空间内移动功能的机械臂；控制单元，用于获取目标动捕场地的标定任务，基于所述标定任务和所述机器人的当前位置，规划所述底盘和所述机械臂的各自目标动作，控制所述底盘和所述机械臂执行所述各自目标动作，直到完成所述标定任务。

可选地，所述底盘包括移动系统、导航避障系统、底盘框架、电源系统、通信系统、安全控制系统和交互系统中的一个或多个，其中，所述移动系统用于给所述机器人提供动力，实现所述机器人多方向移动；所述导航避障系统用于所述机器人的避障、定位和导航；所述底盘框架用于支撑所述机械臂；所述电源系统用于提供电源和所述电源的充电管理；所述通信系统用于远程通信和本地通信；所述安全控制系统用于检测所述机器人的操作环境和水平状态，并提供所述机器人的冷却功能；所述交互系统用于提供所述机器人的紧急停止功能、复位功能、实时状态显示功能和故障处理与维护功能。

可选地，所述机械臂包括基座、关节、连杆、末端执行器、定位件、光学编码器、力矩传感器和红外传感器中的一个或多个，其中，所述基座固定在所述底盘上；所述关节通过旋转或滑动使得所述机械臂在三维空间内移动；所述末端执行器具有感应力度调节功能，在挥舞标定杆时保持稳定性；所述基座与所述底盘之间通过定位件实现定位对接；所述光学编码器为关节位置提供角度反馈；所述力矩传感器用于监测和调节关节力矩；所述红外传感器用于环境感知和避障。

可选地，所述定位件包括定位动捕相机和摄像头，其中，所述摄像头用于识别待标定动捕相机的二维码标签。

可选地，所述控制单元包括：硬件配置与软件配置，其中，所述硬件配置包括处理器、存储器、多种硬件接口、管理单元；所述软件配置包括通信机制、所述机器人和所述机械臂各自的移动机制。

可选地，所述机器人和所述机械臂各自的移动机制包括：所述机器人的建图、路径规划、定位和避障；所述机械臂的运动规划、碰撞检测、运动执行和视觉感知。

本申请第二方面实施例提供一种自动标定机器人的控制方法，所述方法应用如上述实施例的自动标定机器人，其中，所述方法包括以下步骤：获取目标动捕场地的标定任务；构建或加载所述目标动捕场地的地图，并定位所述机器人的当前位置；基于所述标定任务、所述地图和所述当前位置，规划所述底盘和所述机械臂的各自目标动作，控制所述底盘和所述机械臂执行所述各自目标动作，直到完成所述标定任务。

可选地，所述控制所述底盘和所述机械臂执行所述各自目标动作，包括：控制所述底盘沿着规划路径移动，并在移动过程中检测并规避障碍物；若识别到待标定相机，控制所述底盘调整位置，并控制所述机械臂抓取并挥舞标定杆。

可选地，在控制所述底盘和所述机械臂执行所述各自目标动作之后，还包括：获取动捕软件系统的交换数据；若根据交互数据确定存在待标定相机未完成标定时，定位未完成标定的待标定相机的实际位置；控制所述机器人移动至所述实际位置，重新对所述未完成标定的待标定相机进行标定。

本申请第三方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现如上述实施例所述的自动标定机器人的控制方法。

由此，本申请至少具有如下有益效果：

本申请实施例可以通过对自动标定机器人的使用，对目标场景进行自动化标定，由此实现动态标定过程智能化、自动化和高效化；由于自动化标定过程减少了人力投入，规范了动态标定流程，因此本申请实施例可以在减少标定的人工成本的同时，稳定标定杆挥舞速率，规范空间覆盖线路，降低人为错误导致损失的可能，从而提升标定效率和准确率，进一步降低标定成本，达到更优的标定效果；同时，自动标定机器人的投入可以代替人工在高温高压等较危险环境下执行标定任务，由此可以扩大标定任务的执行范围，降低人工操作的安全风险，提升标定方案对不同作业环境的适应性，满足实际使用需要。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为相关技术的T型标定杆和三角形标定杆的示意图；

图2为本申请实施例的自动标定机器人的结构示意图；

图3为本申请实施例的机器人组成模块的示意图；

图4为本申请实施例的自动标定机器人的控制方法的流程图。

图5为本申请实施例的机器人的控制方法的工作流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

动作捕捉是一类对空间中物体或生物的运动进行数字跟踪和重新编码的技术手段，其具备低延迟和高灵活性等特点，在建筑、医疗、体育等行业得到广泛应用。

比如，在医疗保健和临床环境中，动捕被用于检查和记录患者的运动功能，通过与过去记录的比较，可以评估康复方法是否达到预期效果；在体育界，动捕可以被用于分析和记录运动员的动作，以便进行姿势分析和后续训练指导；在工业环境中，如工业机器人制造、车辆工程、建筑等领域，动捕也具备多种应用场景。

动捕系统是为了实现动捕技术而设计一套系统性的工具，可以包括传感器或标记(如反光球)、摄像头或接收器、数据分析软件、校准设备等组件；根据传感器与接收器的不同，动捕系统可被分为以下几类：基于相机的系统、基于惯性传感器的系统、基于电磁场的系统、基于跟踪关节相对运动的电位计的系统以及这些技术组合而成的混合系统；其中，IMU(Inertial Measurement Unit，惯性传感器)与基于相机的传感器在姿态和位置估计中得到了广泛的应用，比如RGB(Red-Green-Blue，红绿蓝三色)、红外、深度或光学相机等。

相关技术中，基于相机的动捕系统需要在使用前进行摄像头标定，以确保准确捕捉反光标记的位置，其标定过程可以依赖人工完成，相关标定流程可以如下所示：

(1)标定杆分为T型和三角形两种，如图1左图所示，T型标定杆用于动态标定，确定相机之间的相对位置，而三角形标定杆(图1右图)用于静态标定，确定世界坐标系；

(2)正式开始标定前，首先需配置软硬件系统，具体步骤因动捕系统设计而异；

(3)在动态标定的过程中，操作员手持T型标定杆在各个相机前来回挥舞，系统根据标定杆的位置信息自动计算相机的相对位置和角度；

(4)将三角型标定仪器置于世界坐标系原点，系统自动完成静态标定。

与惯性传感器相比，基于相机的传感器在使用标记物的情况下具有精度高、覆盖范围广以及数据分析自动化程度高等优势，例如附着在待捕获物体上的小反光球或LED(light-emitting diode，发光二极管)灯等；因此，对于需要高精度定位的应用，后者是更优的选择。

然而，基于相机的传感器的标记精度依赖于相机的数量，需要的相机数量较多，并需要频繁且耗时的标定过程。

相关技术中，一些小型或中型动捕工作室可以使用10至20个动捕相机，而大型专业工作室则配备30至50个高端动捕相机。对于这类规模的场地，人工标定可能是较为便捷的选择。然而，对于更大规模和配备更多相机的场地，例如超过1000平米的场地，需要配备约90个动捕相机，一次人工标定需要2-3小时，耗时且费力，尤其对于需要高精度定位的应用来说，例如无人机的位姿捕捉需要每天至少进行一次动捕系统标定，标定效率较低。

此外，人手持标定杆挥舞的动作具有主观性和不稳定性，容易导致挥舞过快或空间覆盖率不足，影响标定效果。

针对上述背景技术中提到的问题，本申请提供了一种自动标定机器人、控制方法及存储介质，下面参考附图描述本申请实施例的自动标定机器人、控制方法及存储介质。

具体而言，图2为本申请实施例所提供的一种自动标定机器人的结构示意图。

如图2所示，该自动标定机器人10包括：底盘100、机械臂200及控制单元300。

其中，底盘100具有多方向移动功能和定位功能；机械臂200具有在三维空间内移动功能；控制单元300，用于获取目标动捕场地的标定任务，基于标定任务和机器人10的当前位置，规划底盘100和机械臂200的各自目标动作，控制底盘10和机械臂200执行各自目标动作，直到完成标定任务。

可以理解的是，本申请实施例可以使用一种包括底盘、机械臂和控制单元等的自动标定机器人，如图3所示；其中，其底盘是机器人的移动平台，可以支撑整个机器人的机械臂和其他设备，配备有差速轮、驱动电机、传感器等单元，可实现多方向的移动和精确定位；其机械臂由多个关节和连杆连接而成，各个关节的控制相互独立，能够在三维空间内灵活地移动和定位；控制单元包含机器人的电子硬件和软件，负责整合机械模块的动作和传感器的反馈，以执行复杂的标定任务；以下实施例中，将按照底盘、机械臂和控制单元对本申请实施例的自动标定机器人进行阐述，具体如下：

一、底盘

本申请实施例的底盘可以包括移动系统、导航避障系统、底盘框架、电源系统、通信系统、安全控制系统和交互系统中的一个或多个，具备自助建图、自主避障、急刹和持久续航等功能，如图3所示，具体如下：

在本申请实施例中，底盘包括移动系统和导航避障系统，其中，移动系统用于给机器人提供动力，实现机器人多方向移动；导航避障系统用于机器人的避障、定位和导航。

可以理解的是，本申请实施例的移动系统可以使用至少一种方式实现机器人的转向和移动，比如，本申请实施例可以采用两个独立驱动的差速轮和一个自由旋转的支撑轮，通过调整两个差速轮的速度差来实现转向，且配备高能效驱动电机，提供所需的推进力，并降低功耗。本申请实施例的导航避障系统可以用于导航、定位以及避障；其中，本申请实施例可以使用至少一种方式实现上述功能，比如，本申请实施例可以在底盘前部配备激光雷达，实现静态避障、导航及定位；通过多个点激光(比如4个)进行后避障检测；在底盘前部及侧面配超声传感器，用于动态避障。

在本申请实施例中，底盘还包括底盘框架、电源系统、通信系统、导航避障系统、安全控制系统和交互系统中的一个或多个，其中，底盘框架用于支撑机械臂；电源系统用于提供电源和电源的充电管理；通信系统用于远程通信和本地通信；安全控制系统用于检测机器人的操作环境和水平状态，并提供机器人的冷却功能；交互系统用于提供机器人的紧急停止功能、复位功能、实时状态显示功能和故障处理与维护功能。

具体而言，(1)底盘框架：本申请实施例的底盘框架可以支撑机械臂，并承受由于机械臂高度产生的较大力矩，其中，本申请实施例的机械臂可以采用铝合金制成，具有轻质、高强度和耐腐蚀性良好等优点；同时，考虑到重心的动态调整，本申请实施例可以在底盘下方安装额外配重；

(2)电源系统：本申请实施例可以采用高能量密度的锂离子电池组，提升运行时间和充电效率；可以配备充电板刷，在电量不足时进行自动充电；同时可以提供手动充电接口，用于手动快速充电；

(3)通信系统：本申请实施例可以在底盘两侧配备WI-FI天线，可靠性高、覆盖范围广，用于大型场地机器人与充电桩、机器人与远端控制器间的通信；一侧配有LAN网口，可通过有线方式连接到局域网；

(4)安全控制系统：本申请实施例的安全控制系统可以包括温湿度传感器、倾角传感器和冷却系统，其中，温湿度传感器用于监测机器人操作环境的变化；倾角传感器用于检测机器人是否处于水平状态，防止翻倒；冷却系统用于长时间运行时的散热；

(5)交互系统：包括急停按钮，用于在紧急情况下立即切断电源或信号，停止机器运动；复位按钮，用于执行复位过程，以确保机器人可以安全地重新启动；状态指示灯，用于实时显示机器人状态；触摸屏，用于现场操作和故障排除；移动端应用程序，用于远程遥控。

二、机械臂

本申请实施例的机械臂可以是六自由度机械臂，可以包括基座、关节、连杆、末端执行器、定位件、光学编码器、力矩传感器和红外传感器中的一个或多个，如图3所示，具体而言：

在本申请实施例中，机械臂包括基座、关节、连杆和末端执行器，其中，基座固定在底盘上；关节通过旋转或滑动使得机械臂在三维空间内移动；末端执行器具有感应力度调节功能，在挥舞标定杆时保持稳定性。

具体而言，(1)基座：本申请实施例的基座固定在机器人底盘上，为机械臂提供稳定的支撑点，确保了机械臂能够精确地放置和移动；

(2)关节：为保证机械臂能够在三维空间内灵活且精确地移动，本申请实施例的关节可以采用高精度伺服电机作为旋转或滑动关节；

(3)连杆：本申请实施例的连杆由轻质且高强度的铝合金制成，用以减少惯性并提高响应速度；

(4)末端执行器：本申请实施例的末端执行器可以采用具有感应力度调节功能的精密电动夹爪，使得机械臂在挥舞标定杆时保持稳定性，由此提升了控制精度。

在本申请实施例中，机械臂还包括定位件，其中，基座与底盘之间通过定位件实现定位对接；定位件包括定位动捕相机和摄像头，其中，摄像头用于识别待标定动捕相机的二维码标签。

可以理解的是，本申请实施例的基座与下层底盘的定位对接可以通过底盘上的二维码相机实现，其中，定位件利用于识别待标定动捕相机的二维码标签，定位动捕相机。

在本申请实施例中，机械臂还包括光学编码器、力矩传感器和红外传感器中的一个或多个，其中，光学编码器为关节位置提供角度反馈；力矩传感器用于监测和调节关节力矩；红外传感器用于环境感知和避障。

可以理解的是，本申请实施例可以通过光学编码器为关节位置提供的角度反馈，以实现闭环控制；通过力矩传感器监测和调节关节力矩，以适应不同的操作条件；通过红外传感器进行环境感知和避障。

需要说明的是，机械臂末端装配有适配场地动捕的标定杆；本申请实施例的机械臂和底盘可以通过连接件进行连接，包括轴承、螺栓和其他机械接头等，可以稳定机械臂的结构，提升控制精度。

三、控制单元

在本申请实施例中，控制单元包括：硬件配置与软件配置，其中，硬件配置包括处理器、存储器、多种硬件接口、管理单元；软件配置包括通信机制、机器人和机械臂各自的移动机制。

可以理解的是，本申请实施例可以使用包括硬件配置和软件配置两部分的控制单元，负责协调和管理机器人的所有关键功能；其中，硬件配置和软件配置的具体配置可以如下所示：

在硬件配置方面，(1)处理器：本申请实施例可以在硬件上采用工业级微处理器作为中央处理器，提升数据处理能力，同时实现对复杂控制算法和逻辑处理的执行；(2)存储器：本申请实施例配置有充足的随机存取内存以及高速固态硬盘，后者用于存储操作系统、控制程序和系统日志；(3)多种硬件接口：本申请实施例可以使用具备多种数字和模拟输入/输出端口，负责连接传感器和执行器，通信模块方面，控制单元整合了Wi-Fi(WirelessFidelity，无线保真)和以太网模块，以支持无线和有线网络连接；(4)管理单元：本申请实施例的管理单元可以包括电源管理单元和电池管理系统，其中，电源管理单元负责监控电源状态和调节电源输出，电池管理系统用于管理锂离子电池的充放电过程，确保电源系统的稳定性和电池的使用寿命。

在软件配置方面，本申请实施例可以使用至少一种软件配置，确保机器人系统的模块化和可扩展性。比如，本申请实施例可以基于一种ROS(Robot Operating System，机器人操作系统)架构，利用其通信协议和丰富的库资源，实现上述目的；以下实施例中，本申请实施例将以软件配置基于ROS架构为基础进行阐述。

具体而言，(1)通信机制：本申请实施例可以采用ROS提供的标准化通信机制，包括：话题发布/订阅、服务请求/响应以及动作服务器，可以用于在不同模块之间进行数据交换和指令传递。

(2)在本申请实施例中，机器人和机械臂各自的移动机制包括：机器人的建图、路径规划、定位和避障；机械臂的运动规划、碰撞检测、运动执行和视觉感知。

可以理解的是，对于机器人的移动机制，本申请实施例可以使用至少一种方式实现机器人的建图、路径规划、定位和避障，使得机器人能够自主地在复杂环境中进行精确的导航，同时实时更新地图以适应环境的变化；比如，本申请实施例可以采用ROS2中的NAV2库等，对此不做具体限定。对于机械臂的移动机制，本申请实施例可以使用至少一种方式集成机械臂的运动规划、碰撞检测、运动执行和视觉感知等功能，使得机械臂可以在避免碰撞的同时完成标定杆的抓取、挥舞等精细操作；比如，本申请实施例可以使用MoveIt库实现机械臂的运动规划和执行等，对此不做具体限定。

综上，根据本申请实施例提出的自动标定机器人，可以对目标场景进行自动化标定，实现动态标定过程智能化、自动化和高效化；由于自动化标定过程减少了人力投入，规范了动态标定流程，因此本申请实施例可以在减少标定的人工成本的同时，稳定标定杆挥舞速率，规范空间覆盖线路，降低人为错误导致损失的可能，从而提升标定效率和准确率，进一步降低标定成本，达到更优的标定效果；同时，自动标定机器人的投入可以代替人工在高温高压等较危险环境下执行标定任务，由此可以扩大标定任务的执行范围，降低人工操作的安全风险，提升标定方案对不同作业环境的适应性，满足实际使用需要。

其次参照附图描述根据本申请实施例提出的自动标定机器人的控制方法。

如图4所示，该自动标定机器人的控制方法应用于如上述实施例的自动标定机器人，其中，方法包括以下步骤：

在步骤S101中，获取目标动捕场地的标定任务。

可以理解的是，本申请实施例可以对目标动捕场地的标定任务进行获取；其中，在获取目标动捕场地的标定任务之前，本申请实施例的机器人在开机后，其控制单元对所有硬件进行自检，包括电源系统、移动系统、导航/定位与避障系统、通信系统和机械臂等，确保所有模块处于良好状态。

在步骤S102中，构建或加载目标动捕场地的地图，并定位机器人的当前位置。

可以理解的是，如图5所示，在未提供地图时，本申请实施例可以通过激光雷达和其他传感器等自主构建厂房的地图，并储存该地图，同时定位机器人的当前位置；在提供地图时，机器人加载地图，并在地图上定位自己的起始位置，这一过程可以由导航避障系统负责，控制单元处理传感器数据并更新地图。

在步骤S103中，基于标定任务、地图和当前位置，规划底盘和机械臂的各自目标动作，控制底盘和机械臂执行各自目标动作，直到完成标定任务。

可以理解的是，本申请实施例可以基于目标动捕场地的标定任务、地图和机器人的当前位置，对底盘和机械臂各自的目标动作进行规划，规划完成后，控制底盘和机械臂执行动作，由此完成标定任务；其中，本申请过实施例可以使用至少一种方式控制底盘和机械臂执行各自目标动作，具体如下：

在本申请实施例中，控制底盘和机械臂执行各自目标动作，包括：控制底盘沿着规划路径移动，并在移动过程中检测并规避障碍物；若识别到待标定相机，控制底盘调整位置，并控制机械臂抓取并挥舞标定杆。

可以理解的是，本申请实施例可以在对底盘和机械臂各自的目标动作进行规划后，移动系统的差速轮和驱动电机协同工作，控制底盘按照规划好的目标路径进行移动，确保机器沿轨迹径平稳移动；并在底盘和机械臂的运动过程中，利用激光雷达、超声波传感器等避障；当识别到待标定相机时，机器人可以自动调整位置，机械臂开始执行标定任务，末端执行器精确抓取并挥舞标定杆；其中，基座可以确保机械臂稳定，关节和连杆由伺服电机控制可以实现机械臂的六自由度的灵活运动。

需要说明的是，在底盘和机械臂执行各自的目标动作时，机器人的安全控制系统随时准备响应紧急情况，执行急停和复位操作。

在本申请实施例中，在控制底盘和机械臂执行各自目标动作之后，还包括：获取动捕软件系统的交换数据；若根据交互数据确定存在待标定相机未完成标定时，定位未完成标定的待标定相机的实际位置；控制机器人移动至实际位置，重新对未完成标定的待标定相机进行标定。

可以理解的是，本申请实施例可以在底盘和机械臂执行各自的目标动作之后，进行二次标定，机器人通过系统与动捕软件系统实时交换数据，确认摄像头数据是否采集充分；若检测到个别相机标定不完全，机器人将自动定位到该摄像头位置进行二次标定。

需要说明的是，本申请实施例自动标定机器人的控制方法还包括控制机器人进行充电、进行操作员和机器人的通信联系与监控、机器人故障处理与维护，具体如下：

(1)控制机器人进行充电：在标定任务完成或电量不足时，本申请实施例的控制单元可以给机器人发送返回充电站指令，机器人接收指令并返回充电站；其中，电源系统的智能管理可以确保机器人在充电过程中的安全，并准备好下一次任务；

(2)进行操作员和机器人的通信联系与监控：在整个标定过程中，通信系统保持机器人与操作员的联系，比如可以通过WI-FI天线进行数据传输等；操作员可以通过触摸屏或移动端应用程序等方式监控机器人状态；

(3)故障处理与维护：若机器人检测到任何异常，本申请实施例可以通过交互系统提供实时反馈，操作员可以通过触摸屏进行故障排除或使用移动端应用程序进行远程诊断，也可以通过远程遥控等方式随时控制机器人的运行。

综上，根据本申请实施例提出的自动标定机器人的控制方法，可以控制自动标定机器人对目标场景进行自动化标定，由此实现动态标定过程智能化、自动化和高效化；由于自动化标定过程减少了人力投入，规范了动态标定流程，因此本申请实施例可以在减少标定的人工成本的同时，稳定标定杆挥舞速率，规范空间覆盖线路，降低人为错误导致损失的可能，从而提升标定效率和准确率，进一步降低标定成本，达到更优的标定效果；同时，自动标定机器人的投入可以代替人工在高温高压等较危险环境下执行标定任务，由此可以扩大标定任务的执行范围，降低人工操作的安全风险，提升标定方案对不同作业环境的适应性，满足实际使用需要。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的自动标定机器人的控制方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列，现场可编程门阵列等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种自动标定机器人，其特征在于，包括：

具有多方向移动功能和定位功能的底盘；

具有在三维空间内移动功能的机械臂；

控制单元，用于获取目标动捕场地的标定任务，基于所述标定任务和所述机器人的当前位置，规划所述底盘和所述机械臂的各自目标动作，控制所述底盘和所述机械臂执行所述各自目标动作，直到完成所述标定任务。

2.根据权利要求1所述的自动标定机器人，其特征在于，所述底盘包括移动系统、导航避障系统、底盘框架、电源系统、通信系统、安全控制系统和交互系统中的一个或多个，其中，

所述移动系统用于给所述机器人提供动力，实现所述机器人多方向移动；

所述导航避障系统用于所述机器人的避障、定位和导航；

所述底盘框架用于支撑所述机械臂；

所述电源系统用于提供电源和所述电源的充电管理；

所述通信系统用于远程通信和本地通信；

所述安全控制系统用于检测所述机器人的操作环境和水平状态，并提供所述机器人的冷却功能；

所述交互系统用于提供所述机器人的紧急停止功能、复位功能、实时状态显示功能和故障处理与维护功能。

3.根据权利要求1所述的自动标定机器人，其特征在于，所述机械臂包括基座、关节、连杆、末端执行器、定位件、光学编码器、力矩传感器和红外传感器中的一个或多个，其中，

所述基座固定在所述底盘上；

所述关节通过旋转或滑动使得所述机械臂在三维空间内移动；

所述末端执行器具有感应力度调节功能，在挥舞标定杆时保持稳定性；

所述基座与所述底盘之间通过定位件实现定位对接；

所述光学编码器为关节位置提供角度反馈；

所述力矩传感器用于监测和调节关节力矩；

所述红外传感器用于环境感知和避障。

4.根据权利要求3所述的自动标定机器人，其特征在于，所述定位件包括定位动捕相机和摄像头，其中，所述摄像头用于识别待标定动捕相机的二维码标签。

5.根据权利要求1所述的自动标定机器人，其特征在于，所述控制单元包括：硬件配置与软件配置，其中，

所述硬件配置包括处理器、存储器、多种硬件接口、管理单元；

所述软件配置包括通信机制、所述机器人和所述机械臂各自的移动机制。

6.根据权利要求1所述的自动标定机器人，其特征在于，所述机器人和所述机械臂各自的移动机制包括：

所述机器人的建图、路径规划、定位和避障；

所述机械臂的运动规划、碰撞检测、运动执行和视觉感知。

7.一种自动标定机器人的控制方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-6任意一项所述的自动标定机器人，其中，所述方法包括以下步骤：

获取目标动捕场地的标定任务；

构建或加载所述目标动捕场地的地图，并定位所述机器人的当前位置；

基于所述标定任务、所述地图和所述当前位置，规划所述底盘和所述机械臂的各自目标动作，控制所述底盘和所述机械臂执行所述各自目标动作，直到完成所述标定任务。

8.根据权利要求7所述的自动标定机器人的控制方法，其特征在于，所述控制所述底盘和所述机械臂执行所述各自目标动作，包括：

控制所述底盘沿着规划路径移动，并在移动过程中检测并规避障碍物；

若识别到待标定相机，控制所述底盘调整位置，并控制所述机械臂抓取并挥舞标定杆。

9.根据权利要求8所述的自动标定机器人的控制方法，其特征在于，在控制所述底盘和所述机械臂执行所述各自目标动作之后，还包括：

获取动捕软件系统的交换数据；

若根据交互数据确定存在待标定相机未完成标定时，定位未完成标定的待标定相机的实际位置；

控制所述机器人移动至所述实际位置，重新对所述未完成标定的待标定相机进行标定。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求7-9任意一项所述的自动标定机器人的控制方法。