用于机器人控制的方法和装置制造方法及图纸

本申请涉及用于机器人控制的方法和装置。公开了用于机器人控制的方法、装置、系统和制品。示例装置包括命令生成器，用于指示机器人将末端执行器从临时位置移动到估计的任务前位置，以基于机器人的第一姿势执行第一任务，第一姿势基于模型，当机器人要移动到第二实际的任务前位置时，调整机器人到第一实际的任务前位置执行第一任务，第一实际的任务前位置接近估计的任务前位置，并且基于校正因子引导机器人执行第二任务，通过以下方式确定校正因子：确定机器人的第二姿势，第二姿势对应于与任务后位置相关联的位置信息，并且基于第一姿势和第二姿势来计算校正因子。

Methods and devices for robot control

【技术实现步骤摘要】
用于机器人控制的方法和装置
本公开大体涉及机器人，并且更具体地涉及用于机器人控制的方法和装置。
技术介绍
对象识别系统正被部署在一系列应用程序和相应的设备中。诸如协作机器人之类的设备可以使用对象识别系统来执行与装配或制造相关的任务。对象识别系统可以将机器人臂和末端执行器导引到指定位置以执行装配任务。但是，对象识别系统会增加装配任务的成本、复杂性和延迟。
技术实现思路
公开了用于机器人控制的系统、方法、装置和制品。本文公开的示例装置包括命令生成器，用于：指示/指令机器人将末端执行器从临时(staging)位置移动到估计的任务前(pre-task)位置，以基于所述机器人的第一姿势执行第一任务，所述第一姿势基于模型；当所述机器人要移动到第二实际的任务前位置时，将所述机器人调整到第一实际的任务前位置以执行所述第一任务，所述第一实际的任务前位置接近所述估计的任务前位置；以及基于校正因子引导所述机器人执行第二任务，所述校正因子通过以下方式确定：确定所述机器人的第二姿势，所述第二姿势对应于在任务后(post-task)位置处与所述机器人相关联的位置信息，所述任务后位置对应于在执行所述第一任务后与所述机器人相关联的位置信息并且基于所述第一姿势和所述第二姿势计算所述校正因子。一种包含指令的非暂时性计算机可读存储介质，当所述指令被执行时使得机器至少用于：指示机器人将末端执行器从临时位置移动到估计的任务前位置，以基于所述机器人的第一姿势执行第一任务，所述第一姿势基于模型；当所述机器人要移动到第二实际的任务前位置时，将所述机器人调整到第一实际的任务前位置以执行所述第一任务，所述第一实际的任务前位置接近所述估计的任务前位置；在执行所述第一任务后，确定所述机器人的第二姿势，所述第二姿势对应于在任务后位置处与所述机器人相关联的位置信息，所述任务后位置对应于在执行所述第一任务后所述机器人的位置；基于所述第一姿势和所述第二姿势计算校正因子；并且基于所述校正因子引导所述机器人执行第二任务。本文公开的示例方法包括：指示机器人将末端执行器从第一位置移动到第二位置，以基于所述机器人的第一姿势执行第一任务，所述第一姿势基于模型；响应于所述机器人移动到第三位置，将所述机器人调整到第四位置以执行所述第一任务，所述第四位置接近所述第二位置；响应于执行所述第一任务，确定所述机器人的第二姿势，所述第二姿势对应于在第五位置处与所述机器人相关联的位置信息，所述第五位置对应于在执行所述第一任务后所述机器人的位置；基于所述第一姿势和所述第二姿势计算校正因子；以及基于所述校正因子引导所述机器人执行第二任务。附图说明图1A和图1B描绘了控制示例机器人以在示例组件上执行装配任务的示例机器人管理器。图2是图1A和图1B的示例机器人管理器的示例实施方式的框图。图3是表示可以被执行以实施图1A-图2的示例机器人管理器以通过使用图1A-图1B的示例机器人执行装配任务的示例机器可读指令的流程图。图4是表示可以由图1A-图2的示例机器人管理器使用以基于校正因子更新模型的示例机器可读指令的流程图。图5是表示可以被执行以实施图1A-图2的示例机器人管理器以通过使用图1A-图1B的示例机器人执行装配任务的示例机器可读指令的另一流程图。图6是被构造为执行图3-图5的示例机器可读指令以实施图1A-图2的示例机器人管理器的示例处理平台的框图。这些附图不是成比例的。通常，在整个附图和随附的书面描述中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。具体实施方式用于工业装配或制造操作的典型机器人，例如协作机器人，利用和/或依赖外部传感器或附加传感器到与机器人的末端执行器相关联的主传感器以进行定位。协作机器人(也称为协同机器人)是用于在共享工作空间中与人类进行物理交互的机器。在一些情况下，协同机器人被编程和/或以其他方式配置成自主地或在有限的引导下操作。这些机器人可用于执行包括一个或多个装配位置处的一个或多个装配操作或任务的工作流程。例如，机器人可用于执行在物体表面的位置或方位处在物体表面上联接和/或以其他方式安装紧固件的装配任务。定位是指机器人确定机器人在基于计算机的模型环境中的位置，该模型环境对应于机器人的物理环境。例如，机器人可以使用来自诸如编码器的主传感器的反馈来通过参考基于计算机的模型来确定机器人在物理环境中的位置、位置的变化等。在一些情况下，机器人包括一个或多个辅助传感器系统以辅助定位确定工作。例如，机器人可以使用另一个编码器(例如，光学编码器)、相机(例如，基于相机的传感器系统)、激光器等，与主传感器协调以确定机器人的位置。一些已知的机器人使用预先生成的轨迹执行顺序装配任务，其中每个轨迹包括起始位置和结束位置。在一些情况下，由于机器人定位的不确定性满足不确定性阈值，已知机器人可能无法成功完成装配任务。已知机器人可以确定装配任务不能成功完成，因为实际机器人姿势(例如，实际机器人位置)与预期机器人姿势(例如，预期机器人位置)之间的差异大于不确定性阈值。例如，由于已知的机器人不能可靠地确定机器人相对于物理环境的位置信息，因此已知的机器人可能导致机器人的末端执行器与组件的碰撞。如本文所使用的，术语“姿势”指的是包括相对于(定义的)坐标系的对象(例如，末端执行器、机器人的一个或多个接头等)的取向或位置中的至少一个的方位信息。在一些情况下，借助于旋转变换和/或平移变换来描述姿势，该旋转变换和/或平移变换可以将对象从参考姿势或估计的姿势带到实际姿势或观察到的姿势。在一些情况下，旋转和/或平移变换信息可以由一个或多个旋转矩阵、平移矩阵等表示。在一些情况下，旋转和/或平移变换信息可以由一个或多个旋转四元数、平移四元数等表示。在一些情况下，机器人可以通过遵循链接和/或以其他方式将第一姿势连接到第二姿势的轨迹、沿着轨迹移动到一个或多个航路点等从第一姿势移动到第二姿势。例如，轨迹可以指机器人的末端执行器的运动路径，以包括各种机器人臂部分的运动、角度、速度等，和/或其组合。在一些情况下，已知的机器人可以使用辅助传感器系统来将实际机器人姿势调整到预期的机器人姿势，以便于完成装配任务。例如，已知的机器人可能打算移动到物理环境中的第一位置，其中第一位置基于模型，但是由于机器人在物理环境中相比于机器人在模型环境中的尺寸差异、公差叠加等而移动到物理环境中的第二位置。在这样的示例中，第一位置处的第一姿势是估计的机器人姿势，而第二位置处的第二姿势是实际的机器人姿势。已知的机器人可以使用辅助传感器系统将机器人从第二位置移动到第一位置，以通过计算校正因子或定位偏移来执行装配任务。已知的机器人可以在执行每个装配任务之后计算校正因子并执行这样的调整，其中计算的校正因子在一个装配任务到下一个装配任务是不同的。然而，辅助传感器系统增加了这些已知机器人的额外材料成本和维护成本。辅助传感器系统还增加了计算成本和开发成本，因为在编程这些已知机器人以结合与传感器相关联的系统时增加了复杂性。由于获得传感器数据、处理传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，其包括：/n命令生成器，用于：/n指示机器人将末端执行器从临时位置移动到估计的任务前位置，以基于所述机器人的第一姿势执行第一任务，所述第一姿势基于模型；/n当所述机器人要移动到第二实际的任务前位置时，将所述机器人调整到第一实际的任务前位置以执行所述第一任务，所述第一实际的任务前位置接近所述估计的任务前位置；以及/n基于校正因子引导所述机器人执行第二任务，所述校正因子通过以下方式确定：/n确定所述机器人的第二姿势，所述第二姿势对应于在任务后位置处与所述机器人相关联的位置信息，所述任务后位置对应于在执行所述第一任务后与所述机器人相关联的位置信息；并且/n基于所述第一姿势和所述第二姿势计算所述校正因子。/n

【技术特征摘要】
20180905 US 16/122,5141.一种装置，其包括：
命令生成器，用于：
指示机器人将末端执行器从临时位置移动到估计的任务前位置，以基于所述机器人的第一姿势执行第一任务，所述第一姿势基于模型；
当所述机器人要移动到第二实际的任务前位置时，将所述机器人调整到第一实际的任务前位置以执行所述第一任务，所述第一实际的任务前位置接近所述估计的任务前位置；以及
基于校正因子引导所述机器人执行第二任务，所述校正因子通过以下方式确定：
确定所述机器人的第二姿势，所述第二姿势对应于在任务后位置处与所述机器人相关联的位置信息，所述任务后位置对应于在执行所述第一任务后与所述机器人相关联的位置信息；并且
基于所述第一姿势和所述第二姿势计算所述校正因子。


2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一任务包括所述机器人联接第一装配项目到第二装配项目。


3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一姿势是第一齐次矩阵和所述第二姿势是第二齐次矩阵，并且通过将所述第二齐次矩阵与所述第一齐次矩阵的逆相乘来计算所述校正因子。


4.根据权利要求3所述的装置，其中所述第一齐次矩阵和所述第二齐次矩阵是4×4齐次矩阵。


5.根据权利要求1所述的装置，其还包括模型处理器，用于通过使用所述模型作为基础事实来确定所述估计的任务前位置以确定所述估计的任务前位置的坐标。


6.根据权利要求1所述的装置，其中所述命令生成器用于通过从相机系统获得输出或从编码器获得传感器测量中的至少一者，将所述机器人调整到所述第一实际的任务前位置。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其还包括模型处理器，用于通过以下方式基于所述校正因子更新所述模型：
生成与所述第二任务相关联的轨迹集合；
确定目标状态最接近所述第二姿势的在所述集合中的所述轨迹中的一个；并且
通过将所述校正因子应用到所述目标状态，生成与所述轨迹中的所述一个相关联的一个或多个接头状态。


8.一种包含指令的非暂时性计算机可读存储介质，当所述指令被执行时使得机器至少用于：
指示机器人将末端执行器从临时位置移动到估计的任务前位置，以基于所述机器人的第一姿势执行第一任务，所述第一姿势基于模型；
当所述机器人要移动到第二实际的任务前位置时，将所述机器人调整到第一实际的任务前位置以执行所述第一任务，所述第一实际的任务前位置接近所述估计的任务前位置；
在执行所述第一任务后，确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·库尔茨，E·霍伊纳奇，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US