机器人系统及操作机器人系统的方法技术方案

提供了用于操作各种机器人系统的方法和系统。所述方法和系统涉及能够实现多输入遥控操作和向用户提供高度沉浸感的平台的应用。所述机器人系统可以包括多个臂，所述多个臂用于操纵器并且用于从环境和/或机器人系统获取信息。机器人方法可以包括控制修改模块，其用于：检测基于控制命令的机器人设备的操作不符合一个或多个操作参数；识别所述不符合的控制命令；以及生成用于所述辅助设备的修饰符以将所述不符合的控制命令调整为符合所述一组操作参数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关专利申请的交叉引用本申请主张2014年4月10日提交的美国临时申请No.61/977,886、2014年5月6日提交的美国临时申请No.61/989,020以及2014年12月19日提交的美国临时申请No.62/094,138的优先权。通过引用的方式将美国临时申请No.61/977,886、美国临时申请No.61/989,020和美国临时申请No.62/094,138中的每一个的全部公开的内容并入到本文中。
公开的实施例涉及机器人系统及操作机器人系统的方法。具体地，一些实施例涉及远程控制的机器人系统及操作机器人系统的方法。
技术介绍
机器人系统正越来越多的用于在不同情况下帮助人类。特别地，在人直接接触可能会发生危险甚至危及生命的情况下，机器人系统可能是重要的。多年来，机器人技术已经发生了巨大的演进，推动产生了可以包括用于控制各个不同的从设备(或辅助设备)的多个主设备(或者主要设备)的机器人系统。因为主要设备能够通过用户接口接收命令，所以操作者可以位于各个不同的位置。机器人系统的一个示例性的应用是用于简易爆炸装置处置(IEDD)。IEDD技术已经从最初的涉及人类直接处理简易爆炸装置(IED)的方法演变为最近的涉及与IED的一些直接人类交互的远程控制的机器人系统。然而，由于提供的用于操作机器人系统的控制比较原始并且能够获得和处理的数据量有限，所以大多数现有的机器人系统在其应用中继续受到限制。
技术实现思路
本文描述的各种实施例一般涉及机器人系统以及操作本文描述的机器人系统的方法。根据一些实施例，提供了一种机器人系统，包括：输入模块，其能够操作用于从一个或多个主要设备接收一组输入信号，所述一组输入信号包括一个或多个输入信号；存储模块，其能够操作用于提供配置简档，所述配置简档包括用于所述机器人系统的一组操作参数；处理模块，其被配置为至少基于所述一组输入信号和所述配置简档生成一个或多个控制命令，所述一个或多个控制命令是为一个或多个辅助设备生成的，所述处理模块与所述输入模块和存储模块电子通信，每个控制命令指示要由所述一个或多个辅助设备中的至少一个辅助设备进行的操作；以及一组控制修改模块，其用于管理机器人系统的操作，每个控制修改模块管理相应的辅助设备的操作，每个控制修改模块被配置为：检测相应的辅助设备的操作是否不符合所述一组操作参数；响应于检测到所述相应的辅助设备的操作不符合所述一组操作参数，从所述一个或多个控制命令中识别出不符合的控制命令，所述不符合的控制命令是导致所述相应的辅助设备的操作不符合所述一组操作参数的控制命令；以及生成修饰符以将所述不符合的控制命令调整为符合所述一组操作参数；其中，所述机器人系统对所述一个或多个控制命令和由相应的控制修改模块生成的每个修饰符产生响应。在一些实施例中，所述机器人系统进一步包括输出模块，其用于将所述一个或多个控制命令和所述修饰符进行组合以提供输出信号，所述机器人系统对所述输出信号产生响应。在一些实施例中，所述输出模块可以位于相应的一个或多个辅助设备处。在所述配置简档包括每个主要设备和所述至少一个辅助设备之间的映射关联并且每个输入信号与对应于提供该输入信号的主要设备的主要设备标识符相关联的实施例，所述处理模块可被配置为通过下述步骤针对每个输入信号生成所述一个或多个控制命令：从所述配置简档中识别出与对应于所述相应的主要设备标识符的主要设备映射关联的至少一个辅助设备；以及将该输入信号与识别出的至少一个辅助设备相关联。在一些实施例中，对于每个辅助设备，所述处理模块被进一步配置为：确定该辅助设备是否与两个或更多个输入信号相关联；以及响应于确定该辅助设备与两个或更多个输入信号相关联，组合所述两个或更多个输入信号以为该辅助设备生成相应的控制命令。在所述两个或更多个输入信号包括定义要由相应的辅助设备执行的操作的第一方面的第一输入信号和定义要由相应的辅助设备执行的操作的第二方面的第二输入信号的实施例中，所述第二方面与所述第一方面不同。在一些实施例中，所述输入模块还能够操作用于从所述至少一个辅助设备接收状态改变指示符，所述状态改变指示符表示所述主要设备和所述辅助设备中的至少一个的调整；以及所述机器人系统还包括用于响应于所述状态改变指示符来更新所述配置简档的映射模块。在一些实施例中，所述存储模块存储多个配置简档，每个配置简档包括各自不同的一组操作参数；以及所述映射模块还被配置为基于所述状态改变指示符从所述多个配置简档中选择一个配置简档。所述主要设备和所述辅助设备中的至少一个的调整可以包括：改变主要设备和相应的辅助设备之间的映射关联。所述主要设备和所述辅助设备中的至少一个的调整可以包括：在所述辅助设备处出现闭合运动学回路。在一些实施例中，每个控制修改模块进一步被配置为：基于所述一个或多个控制命令生成操作模型；通过所述操作模型识别一个或多个辅助设备中的至少一个和辅助设备的一个或多个部分之间的碰撞；以及响应于识别到所述碰撞，生成用于防止所述碰撞的修饰符，所述修饰符包括：去除基于所述操作模型会导致碰撞的不符合的控制命令的一个或多个分量。在一些实施例中，所述配置简档包括顺应性阈值；并且每个控制修改模块还被配置为：从所述辅助设备接收感测值；确定所述感测值是否超过所述顺应性阈值；以及响应于确定所述感测值超过所述顺应性阈值，生成用于减少所述辅助设备施加的力和扭矩中的至少一个的修饰符，所述修饰符包括去除导致所述感测值超过所述顺应性阈值的不符合的控制命令的一个或多个分量。在一些实施例中，所述配置简档包括奇异阈值；并且每个控制修改模块还被配置为：接收与所述辅助设备相关的姿势信息，所述姿势信息包括位置数据和方向数据；确定所述姿势信息是否超过所述奇异阈值；以及响应于确定所述姿势信息超过所述奇异阈值，生成用于减少所述辅助设备的移动以减少所述姿势信息的改变的修饰符，所述修饰符包括去除导致所述姿势信息超过所述奇异阈值的所述不符合的控制命令的一个或多个分量。在一些实施例中，所述处理模块可以进一步被配置为：提供指示所述处理模块与所述一个或多个辅助设备之间的相对空间参考系的感官指示符。根据一些实施例，提供了一种用于操作机器人系统的方法。所述方法包括：在输入模块处从一个或多个主要设备接收一组输入信号，所述一组输入信号包括一个或多个输入信号；提供配置简档，所述配置简档包括用于所述机器人系统的一组操作参数；由处理模块至少基于所述一组输入信号和所述配置简档生成一个或多个控制命令，所述一个或多个控制命令是为一个或多个辅助设备生成的，每个控制命令指示要由所述一个或多个辅助设备中的至少一个辅助设备进行的操作；以及由一组控制修改模块管理机器人系统的操作，每个控制修改模块管理相应的辅助设备的操作，所述管理包括：检测相应的辅助设备的操作是否不符合所述一组操作参数；响应于检测到所述相应的辅助设备的操作不符合所述一组操作参数，从所述一个或多个控制命令中识别出不符合的控制命令，所述不符合的控制命令是导致所述相应的辅助设备的操作不符合所述一组操作参数的控制命令；以及生成修饰符以将所述不符合的控制命令调整为符合所述一组操作参数；其中，所述机器人系统对所述一个或多个控制命令和由相应的控制修改模块生成的每个修饰符产生响应。在一些实施例中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人系统，包括：输入模块，该输入模块能够操作用于从一个或多个主要设备接收一组输入信号，所述一组输入信号包括一个或多个输入信号；存储模块，该存储模块能够操作用于提供配置简档，所述配置简档包括用于所述机器人系统的一组操作参数；处理模块，该处理模块被配置为至少基于所述一组输入信号和所述配置简档生成一个或多个控制命令，所述一个或多个控制命令是为一个或多个辅助设备生成的，所述处理模块与所述输入模块和存储模块电子通信，每个控制命令指示要由所述一个或多个辅助设备中的至少一个辅助设备进行的操作；以及一组控制修改模块，所述一组控制修改模块用于管理机器人系统的操作，每个控制修改模块管理相应的辅助设备的操作，每个控制修改模块被配置为：检测相应的辅助设备的操作是否不符合所述一组操作参数；响应于检测到所述相应的辅助设备的操作不符合所述一组操作参数，从所述一个或多个控制命令中识别出不符合的控制命令，所述不符合的控制命令是导致所述相应的辅助设备的操作不符合所述一组操作参数的控制命令；和生成修饰符以将所述不符合的控制命令调整为符合所述一组操作参数；其中，所述机器人系统对所述一个或多个控制命令和由相应的控制修改模块生成的每个修饰符产生响应。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.10 US 61/977,886;2014.05.06 US 61/989,020;1.一种机器人系统，包括：输入模块，该输入模块能够操作用于从一个或多个主要设备接收一组输入信号，所述一组输入信号包括一个或多个输入信号；存储模块，该存储模块能够操作用于提供配置简档，所述配置简档包括用于所述机器人系统的一组操作参数；处理模块，该处理模块被配置为至少基于所述一组输入信号和所述配置简档生成一个或多个控制命令，所述一个或多个控制命令是为一个或多个辅助设备生成的，所述处理模块与所述输入模块和存储模块电子通信，每个控制命令指示要由所述一个或多个辅助设备中的至少一个辅助设备进行的操作；以及一组控制修改模块，所述一组控制修改模块用于管理机器人系统的操作，每个控制修改模块管理相应的辅助设备的操作，每个控制修改模块被配置为：检测相应的辅助设备的操作是否不符合所述一组操作参数；响应于检测到所述相应的辅助设备的操作不符合所述一组操作参数，从所述一个或多个控制命令中识别出不符合的控制命令，所述不符合的控制命令是导致所述相应的辅助设备的操作不符合所述一组操作参数的控制命令；和生成修饰符以将所述不符合的控制命令调整为符合所述一组操作参数；其中，所述机器人系统对所述一个或多个控制命令和由相应的控制修改模块生成的每个修饰符产生响应。2.根据权利要求1所述的机器人系统，进一步包括：输出模块，该输出模块用于将所述一个或多个控制命令和所述修饰符进行组合以提供输出信号，所述机器人系统对所述输出信号产生响应。3.根据权利要求2所述的机器人系统，其中，所述输出模块位于相应的一个或多个辅助设备处。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的机器人系统，其中：所述配置简档包括每个主要设备和所述至少一个辅助设备之间的映射关联；每个输入信号与主要设备标识符相关联，该主要设备标识符对应于提供该输入信号的主要设备；以及所述处理模块被配置为通过下述步骤针对每个输入信号生成所述一个或多个控制命令：从所述配置简档中识别出与对应于相应的主要设备标识符的主要设备映射关联的至少一个辅助设备；以及将该输入信号与识别出的至少一个辅助设备相关联。5.根据权利要求4所述的机器人系统，其中，对于每个辅助设备，所述处理模块被进一步配置为：确定该辅助设备是否与两个或更多个输入信号相关联；以及响应于确定该辅助设备与两个或更多个输入信号相关联，组合所述两个或更多个输入信号以为该辅助设备生成相应的控制命令。6.根据权利要求5所述的机器人系统，其中，所述两个或更多个输入信号包括第一输入信号和第二输入信号，第一输入信号定义要由相应的辅助设备执行的操作的第一方面，并且第二输入信号定义要由相应的辅助设备执行的操作的第二方面，所述第二方面与所述第一方面不同。7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的机器人系统，其中：所述输入模块还能够操作用于从所述至少一个辅助设备接收状态改变指示符，所述状态改变指示符表示所述主要设备和所述辅助设备中的至少一个的调整；以及所述机器人系统还包括用于响应于所述状态改变指示符来更新所述配置简档的映射模块。8.根据权利要求7所述的机器人系统，其中：所述存储模块存储多个配置简档，每个配置简档包括各自不同的一组操作参数；以及所述映射模块还被配置为基于所述状态改变指示符从所述多个配置简档中选择一个配置简档。9.根据权利要求7和8中的任意一项所述的机器人系统，其中，所述主要设备和所述辅助设备中的至少一个的调整包括：改变主要设备和相应的辅助设备之间的映射关联。10.根据权利要求7至9中的任意一项所述的机器人系统，其中，所述主要设备和所述辅助设备中的至少一个的调整包括：在所述辅助设备处出现闭合运动学回路。11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的机器人系统，其中每个控制修改模块进一步被配置为：基于所述一个或多个控制命令生成操作模型；通过所述操作模型识别一个或多个辅助设备中的至少一个和辅助设备的一个或多个部分之间的碰撞；以及响应于识别到所述碰撞，生成用于防止所述碰撞的修饰符，所述修饰符包括：去除基于所述操作模型会导致碰撞的不符合的控制命令的一个或多个分量。12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的机器人系统，其中：所述配置简档包括顺应性阈值；并且每个控制修改模块还被配置为：从所述辅助设备接收感测值；确定所述感测值是否超过所述顺应性阈值；以及响应于确定所述感测值超过所述顺应性阈值，生成用于减少所述辅助设备施加的力和扭矩中的至少一个的修饰符，所述修饰符包括去除导致所述感测值超过所述顺应性阈值的不符合的控制命令的一个或多个分量。13.根据权利要求1至12中的任意一项所述的机器人系统，其中：所述配置简档包括奇异阈值；并且每个控制修改模块还被配置为：接收与所述辅助设备相关的姿势信息，所述姿势信息包括位置数据和方向数据；确定所述姿势信息是否超过所述奇异阈值；以及响应于确定所述姿势信息超过所述奇异阈值，生成用于减少所述辅助设备的移动以减少所述姿势信息的改变的修饰符，所述修饰符包括去除导致所述姿势信息超过所述奇异阈值的不符合的控制命令的一个或多个分量。14.根据权利要求1至13中的任意一项所述的机器人系统，其中，所述处理模块进一步被配置为：提供指示所述处理模块与所述一个或多个辅助设备之间的相对空间参考系的感官指示符。15.一种用于操作机器人系统的方法，所述方法包括：在输入模块处从一个或多个主要设备接收一组输入信号，所述一组输入信号包括一个或多个输入信号；提供配置简档，所述配置简档包括用于所述机器人系统的一组操作参数；由处理模块至少基于所述一组输入信号和所述配置简档生成一个或多个控制命令，所述一个或多个控制命令是为一个或多个辅助设备生成的，每个控制命令指示要由所述一个或多个辅助设备中的至少一个辅助设备进行的操作；以及由一组控制修改模块管理机器人系统的操作，每个控制修改模块管理相应的辅助设备的操作，所述管理包括：检测相应的辅助设备的操作是否不符合所述一组操作参数；响应于检测到所述相应的辅助设备的操作不符合所述一组操作参数，从所述一个或多个控制命令中识别出不符合的控制命令，所述不符合的控制命令是导致所述相应的辅助设备的操作不符合所述一组操作参数的控制命令；和生成修饰符以将所述不符合的控制命令调整为符合所述一组操作参数；其中，所述机器人系统对所述一个或多个控制命令和由相应的控制修改模块生成的每个修饰符产生响应。16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：组合所述一个或多个控制命令和所述修饰符以提供输出信号，所述机器人系统对所述输出信号产生响应。17.根据权利要求15所述的方法，其中：所述配置简档包括每个主要设备和所述至少一个辅助设备之间的映射关联；每个输入信号与主要设备标识符相关联，该主要设备标识符对应于提供该输入信号的主要设备；以及针对每个输入信号生成所述一个或多个控制命令，包括：从所述配置简档中识别出与对应于相应的主要设备标识符的主要设备映射关联的至少一个辅助设备；以及将所述输入信号与识别出的至少一个辅助设备相关联。18.根据权利要求17所述的方法，其中，对于每个辅助设备，生成所述一个或多个控制命令包括：确定该辅助设备是否与两个或更多个输入信号相关联；以及响应于确定该辅助设备与两个或更多个输入信号相关联，组合所述两个或更多个输入信号以为该辅助设备生成相应的控制命令。19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述两个或更多个输入信号包括第一输入信号和第二输入信号，第一输入信号定义要由相应的辅助设备执行的操作的第一方面，并且第二输入信号定义要由相应的辅助设备执行的操作的第二方面，所述第二方面与所述第一方面不同。20.根据权利要求15至19中的任意一项所述的方法，进一步包括：在所述输入模块处从所述至少一个辅助设备接收状态改变指示符，所述状态改变指示符表示所述主要设备和所述辅助设备中的至少一个的调整；以及生成所述一个或多个控制命令包括响应于所述状态改变指示符由映射模块更新所述配置简档。21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括：操作所述映射模块以基于所述状态改变指示符从所述多个配置简档中选择一个配置简档，所述多个配置简档中的每个配置简档包括各自不同的一组操作参数。22.根据权利要求20和21中的任意一项所述的方法，其中，所述主要设备和所述辅助设备中的至少一个的调整包括：改变主要设备和相应的辅助设备之间的映射关联。23.根据权利要求20至22中的任意一项所述的方法，其中，所述主要设备和所述辅助设备中的至少一个的调整包括：在所述辅助设备处出现闭合运动学回路。24.根据权利要求15至23中的任意一项所述的方法，其中，管理所述机器人系统的操作包括操作每个控制修改模块以：...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·J·G·阿普卡里安，A·哈达迪，G·明扬·黎，H·JP·拉修瑞，P·卡拉姆，D·R·埃里克森，
申请(专利权)人：宽射咨询公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA