【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人底座路径规划专利技术背景本专利技术涉及用于在物理环境中执行交互的系统和方法，并且在一个特定示例中，涉及用于生成机器人底座路径以使机器人底座相对于环境移动以允许在环境中执行交互的系统和方法。现有技术的描述在本说明书中对任何现有的出版物(或来源于其的信息)或对已知的任何内容的提及不被视为并且不应被视为对现有的出版物(或来源于其的信息)或已知的内容形成本说明书涉及的奋斗领域中的公知常识的一部分的承认或允许或任何形式的暗示。已知提供了其中安装在移动机器人底座上的机器人臂用于在物理环境中执行交互的系统。例如，WO2007/076581描述了一种用于由多个砖块建造建筑物的自动砌砖系统，其包括设置有砌砖和粘合剂施加头的机器人、测量系统和向机器人提供控制数据以在预定位置处铺设砖块的控制器。测量系统实时测量头部的定位，并为控制器产生定位数据。控制器基于定位数据和头部的预定或预编程定位之间的比较产生控制数据，以在关于建造中的建筑物的预定定位处铺设砖块。控制器可以控制机器人以逐层方式建造建筑物，其中砖块顺序地铺设在它们相应的预定定位处，并且其中在为下一层铺设砖块之前，为整个建筑物铺设完整一层的砖块。WO2007/076581中描述的布置在解决与长吊臂由于重力、风、末端执行器的运动和吊臂的运动而偏转相关联的问题方面取得了很大进展。然而，即使采用WO2007/076581中描述的布置，特别是当与机器人的底座和末端执行器的距离增加时，末端执行器的定位误差仍然会发生。专利技术概述在一个宽泛的形式中，本专...
【技术保护点】
1.一种用于在物理环境内执行交互的系统，所述系统包括：/na)机器人底座；/nb)机器人底座致动器，所述机器人底座致动器相对于所述环境移动所述机器人底座；/nc)机器人臂，所述机器人臂被安装到所述机器人底座，所述机器人臂包括被安装在所述机器人臂上的末端执行器；/nd)跟踪系统，所述跟踪系统测量指示所述机器人底座相对于所述环境的定位的机器人底座定位；和，/ne)控制系统，所述控制系统：/ni)获取多个末端执行器目的地的指示；/nii)至少部分使用来自所述跟踪系统的信号确定机器人底座定位；/niii)根据所述末端执行器目的地计算从所述机器人底座定位延伸的机器人底座路径，所述机器人底座路径被配置成允许所述机器人底座根据定义的机器人底座路径速度分布图沿着所述机器人底座路径的连续移动；/niv)基于所述机器人底座路径生成机器人底座控制信号；和，/nv)将所述机器人底座控制信号施加到所述机器人底座致动器，以使所述机器人底座根据所述机器人底座路径速度分布图沿着所述机器人底座路径移动。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170717 AU PCT/AU2017/0507391.一种用于在物理环境内执行交互的系统，所述系统包括：
a)机器人底座；
b)机器人底座致动器，所述机器人底座致动器相对于所述环境移动所述机器人底座；
c)机器人臂，所述机器人臂被安装到所述机器人底座，所述机器人臂包括被安装在所述机器人臂上的末端执行器；
d)跟踪系统，所述跟踪系统测量指示所述机器人底座相对于所述环境的定位的机器人底座定位；和，
e)控制系统，所述控制系统：
i)获取多个末端执行器目的地的指示；
ii)至少部分使用来自所述跟踪系统的信号确定机器人底座定位；
iii)根据所述末端执行器目的地计算从所述机器人底座定位延伸的机器人底座路径，所述机器人底座路径被配置成允许所述机器人底座根据定义的机器人底座路径速度分布图沿着所述机器人底座路径的连续移动；
iv)基于所述机器人底座路径生成机器人底座控制信号；和，
v)将所述机器人底座控制信号施加到所述机器人底座致动器，以使所述机器人底座根据所述机器人底座路径速度分布图沿着所述机器人底座路径移动。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，以下中的至少一项成立：
a)所述机器人底座路径不包括任何间断；和，
b)机器人底座路径速度分布图不包括任何不连续的速度变化。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统，其中，在已经执行交互之后，所述控制系统：
a)获取接下来的多个末端执行器目的地的指示；
b)至少部分使用来自所述跟踪系统的信号确定机器人底座定位；和
c)计算更新的机器人底座路径。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述控制系统：
a)计算连接所述末端执行器目的地的机器人底座路径段；
b)连接所述机器人底座路径段；和，
c)对所连接的机器人底座路径段执行平滑，以生成所述机器人底座路径。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述机器人底座路径进行以下中的至少一项：
a)在每个末端执行器目的地的设定距离内通过；和，
b)被设置在所述机器人底座路径段的设定距离内。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述控制系统：
a)计算机器人底座目的地与所述末端执行器目的地的偏移量；
b)计算连接所述机器人底座目的地的机器人底座路径段；
c)连接所述机器人底座路径段；和，
d)对所连接的机器人底座路径段执行平滑，以生成所述机器人底座路径。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述机器人底座路径进行以下中的至少一项：
a)在每个机器人底座目的地的设定距离内通过；和，
b)被设置在所述机器人底座路径段的设定距离内。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，所述控制系统：
a)计算关于多个路径段的机器人底座路径速度；和，
b)对所述机器人底座路径速度执行平滑，以生成所述机器人底座速度分布图。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述交互包括沿着末端执行器路径移动所述末端执行器，并且其中，所述控制系统根据以下至少一项计算所述机器人底座路径：
a)末端执行器路径长度；
b)与所述末端执行器路径相关联的末端执行器速度分布图；
c)机器人臂运动学；
d)机器人臂动力学；
e)机器人底座致动器运动学；和，
f)机器人底座致动器动力学。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中，所述控制系统：
a)确定交互依赖关系；而且，
b)至少部分根据所述交互依赖关系计算所述机器人底座路径。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其中，所述控制系统：
a)确定指示执行交互的时间的交互时间；和，
b)使用所述交互时间来进行以下操作中的至少一项：
i)计算所述机器人底座路径速度分布图；和，
ii)至少部分使用所述交互时间来定义交互窗口。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的系统，其中，所述控制系统：
a)定义从末端执行器目的地或机器人底座目的地延伸设定距离的交互窗口；和
b)至少部分使用所述交互窗口确定所述机器人底座路径。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述控制系统：
a)确定相邻交互窗口是否重叠；和，
b)进行以下中的至少一项：
i)修改重叠的交互窗口中的至少一个；和，
ii)改变末端执行器目的地或机器人底座目的地的顺序。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述控制系统：
a)确定交互依赖关系；和，
b)根据所述交互依赖关系改变末端执行器目的地或机器人底座目的地的顺序。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的系统，其中，所述控制系统：
a)监测末端执行器交互；和，
b)根据所监测的结果，选择性地修改所述机器人底座控制信号，以使所述机器人底座以低于所述机器人底座路径速度的机器人底座速度移动。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的系统，其中，所述机器人底座路径包括与每个末端执行器目的地或机器人底座目的地相关联的交互窗口，并且其中，当所述机器人底座进入交互窗口时，所述控制系统控制所述机器人臂开始以下中的至少一项：
a)交互；和，
b)将所述末端执行器沿着末端执行器路径移动到所述末端执行器目的地。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的系统，其中，所述机器人底座路径包括与每个末端执行器目的地或机器人底座目的地相关联的交互窗口，并且其中，所述控制系统通过确定在所述机器人底座接近交互窗口的出口时交互是否将完成来监测所述交互。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的系统，其中，所述机器人底座路径包括与每个末端执行器目的地或机器人底座目的地相关联的交互窗口，并且其中，所述控制系统逐渐降低所述机器人底座速度，以确保在所述机器人底座到达所述交互窗口的出口时所述交互完成。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的系统，其中，所述交互包括多个步骤，并且其中，所述控制系统通过监测步骤的完成来监测所述交互。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述控制系统：
a)确定关于下一步骤的末端执行器路径；和，
b)生成控制信号以移动所述末端执行器，从而完成所述下一步骤。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的系统，其中，所述控制系统：
a)计算延伸到末端执行器目的地的末端执行器路径；
b)基于所述末端执行器路径生成机器人控制信号；和，
c)将所述机器人控制信号施加到所述机器人臂，以使所述末端执行器根据所述末端执行器路径移动。
22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述控制系统：
a)使用来自所述跟踪系统的信号确定当前机器人底座定位；和，
b)基于所述末端执行器路径和所述当前机器人底座定位生成机器人控制信号。
23.根据权利要求21或权利要求22所述的系统，其中，所述控制系统在以下至少一项中计算所述末端执行器路径：
a)环境坐标系；和，
b)机器人底座坐标系。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的系统，其中，所述控制系统重复地：
a)基于所述机器人底座定位和预期的机器人底座定位计算机器人底座偏差；
b)基于所述机器人底座偏差计算校正，所述校正指示路径修改；和，
c)根据所述校正生成控制信号。
25.根据权利要求21至23中任一项所述的系统，其中，所述控制系统：
a)使用当前机器人底座定位和所述末端执行器路径计算机器人臂运动学；和，
b)基于所述末端执行器路径和所计算的机器人臂运动学生成机器人控制信号。
26.根据权利要求25所述的系统，其中，所述当前机器人底座定位指示所述机器人臂运动学的原点，并且所述机器人底座定位在环境坐标系中被确定，从而允许所述机器人臂在...
【专利技术属性】
技术研发人员：马克·约瑟夫·皮瓦茨，詹姆斯·加里·罗伯森，
申请(专利权)人：快砖知识产权私人有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU
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