用于条件机器人遥操作的系统和方法技术方案

一种方法包括提供机器人的环境的虚拟表示。虚拟表示包括环境中的对象的对象表示。该方法还包括确定机器人的环境内的对象的属性。属性包括与对象相关联的占用数据、力数据和变形数据中的至少一个。该方法还包括：接收用于控制机器人相对于对象移动的用户命令；以及基于属性来修改接收到的与对象的表示相关的用户命令。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于条件机器人遥操作的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2018年10月12日提交的美国专利申请16/159,383的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本申请一般而言涉及远程信息处理(telematic)机器人控制，并且更特别地涉及在机器人的遥操作(teleoperation)期间过滤的用户输入。
技术介绍
用户可以遥操作地控制远程机器人执行各种任务。这种遥操作的远程控制的远程特性会给用户操作机器人带来不确定性。取决于机器人从用户接收到命令之后如何与其环境交互，用户发出的命令的预期结果可能无法实现。这可能导致例如用户在控制机器人如何相对于其环境中的对象移动时体验到较低的准确性。进而，尽管用户期望/努力，但这仍可能导致机器人与其环境之间非期望的和/或意外的交互。因此，需要改善用户遥操作地控制远程机器人的方式。
技术实现思路
一种方法，包括：提供机器人的环境的虚拟表示，其中该虚拟表示包括环境中的对象的对象表示；确定机器人的环境内的对象的属性，其中属性包括与对象相关的占用数据、力数据和变形数据中的至少一个；接收用于控制机器人相对于对象移动的用户命令；以及基于属性修改接收到的与对象的表示相关的用户命令。在另一个实施例中，一种系统，包括：被配置为提供机器人的环境的虚拟表示的接口部件，其中该虚拟表示包括环境中的对象的对象表示。该系统还包括被配置为确定机器人环境内的对象的属性的传感器。属性包括与对象相关的占用数据、力数据和变形数据中的至少一个。该系统还包括被配置为接收用于控制机器人的用户命令的控制设备。该系统还包括处理器，该处理器被配置为基于属性修改接收到的与对象的表示相关的用户命令。结合附图，根据以下详细描述，将更充分地理解本文所述的实施例提供的这些和附加特征。附图说明在附图中阐述的实施例本质上是说明性和示例性的，并且不旨在限制由权利要求书所限定的主题。当结合以下附图阅读时，可以理解说明性实施例的以下详细描述，附图中，相同的结构用相同的附图标记表示，并且其中：图1是图示根据本文所示和所述的一个或多个实施例的在一个或多个机器人中用于实现各种处理、介质和系统的硬件的框图；图2示意性地图示了根据本文所述和所示的一个或多个实施例的示例机器人的顶部透视图；图3是图示根据本文所示和所述的一个或多个实施例的在一个或多个设备中用于实现各种处理、介质和系统的计算硬件的框图；图4图示了根据本文所述和所示的一个或多个实施例的用于基于与机器人的环境中的对象的虚拟表示相关联的属性来修改对遥操作机器人的用户命令的流程图；图5图示了根据本文所述和所示的一个或多个实施例的用于基于与机器人的环境中的对象的虚拟表示相关联的属性来修改对遥操作机器人的用户命令的流程图，其中属性是超过其阈值的占用属性、力属性或变形属性；图6A图示了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的机器人在对象附近的侧视图；图6B图示了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的当机器人开始从用户接收相对于对象移动的命令时机器人的后续侧视图；图6C图示了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的当机器人接收到防止机器人相对于对象移动的命令的修改版本时机器人的后续侧视图；图7A图示了根据本文所述和所示的一个或多个实施例的机器人接近对象的侧视图；图7B图示了根据本文所述和所示的一个或多个实施例的当机器人开始执行导致对象变形的用户命令时机器人的后续侧视图；以及图7C图示了根据本文所述和所示的一个或多个实施例的当机器人接收到防止机器人进一步使对象变形的命令的修改版本时机器人的后续侧视图。具体实施方式本公开的实施例涉及用户遥操作机器人。更具体而言，机器人可能需要与用户所指示的不同地操作，使得用户输入可能需要根据机器人已被指示要做的内容进行修改。例如，用户可能指示机器人抓紧对象以便安全地拾取它。但是，用户可能不会感觉到对象的易碎性，从而用户可能指示机器人施加太大的力，这可能损坏对象和/或机器人。为了避免这种情况，用户的输入可以以这种方式被传递给机器人，即，修改机器人的操作方式，使其不同于用户的指示。下面详细描述条件机器人遥操作的各种实施例。现在参考图1，示意性地描绘了机器人100的一个实施例的示例部件。机器人100包括壳体110、通信路径128、处理器130、存储器模块132、惯性测量单元136、输入设备138、音频输出设备140(例如，扬声器)、麦克风142、相机144、网络接口硬件146、位置传感器150、灯152、接近传感器154、一个或多个臂155、温度传感器156、移动性致动器158、电池160和充电端口162。机器人100的除壳体110之外其它部件可以被容纳在壳体110内或者被安装到壳体110。下面将详细描述机器人100的各种部件及其交互。仍然参考图1，通信路径128可以由能够传输信号的任何介质(诸如例如导线、导电迹线、光波导等)形成。而且，通信路径128可以由能够传输信号的介质的组合形成。在一个实施例中，通信路径128包括导电迹线、导电线、连接器和总线的组合，其协作以允许将电数据信号传输到诸如处理器、存储器、传感器、输入设备、输出设备和通信设备之类的部件。因此，通信路径128可以包括总线。此外，应该注意的是，术语“信号”是指能够行进通过介质的波形(例如，电、光、磁、机械或电磁)，诸如DC、AC、正弦波、三角波、方波、振动等。通信路径128将机器人100的各种部件通信地耦合。如本文所使用的，术语“通信地耦合”是指耦合的部件能够彼此交换数据信号，诸如例如，经由导电介质的电信号、经由空气的电磁信号、经由光波导的光信号等。机器人100的处理器130可以是能够执行机器可读指令的任何设备。因此，处理器130可以是控制器、集成电路、微芯片、计算机或任何其它计算设备。处理器130通过通信路径128通信地耦合到机器人100的其它部件。因此，通信路径128可以将任意数量的处理器彼此通信地耦合，并且允许耦合到通信路径128的部件在分布式计算环境中操作。具体而言，每个部件可以作为可以发送和/或接收数据的节点。虽然图1中描绘的实施例包括单个处理器130，但是其它实施例可以包括不止一个处理器。仍然参考图1，机器人100的存储器模块132耦合到通信路径128，并且通信地耦合到处理器130。存储器模块132可以包括RAM、ROM、闪存、硬盘驱动器或能够存储机器可读指令的任何非暂态存储器设备，使得处理器130可以访问和执行机器可读指令。机器可读指令可以包括以任何一代(例如，1GL、2GL、3GL、4GL或5GL)的任何编程语言(诸如例如可以由处理器直接执行的机器语言、或者可以被编译或汇编成机器可读指令并存储在存储器模块132中的汇编语言、面向对象的编程(OOP)、脚本语言、微代码等)编写的逻辑或(一种或多种)算法。替代地，机器可读指令可以用硬件描述语言(HDL)编写，诸如经由现场可编程门阵列(FPGA)配置或专用集成电路(ASIC)或他们本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n提供机器人的环境的虚拟表示，其中所述虚拟表示包括所述环境中的对象的对象表示；/n确定所述机器人的所述环境内的所述对象的属性，其中所述属性包括与所述对象相关的占用数据、力数据和变形数据中的至少一个；/n接收用于控制所述机器人相对于所述对象移动的用户命令；以及/n基于所述属性修改接收到的与所述对象的虚拟表示相关的用户命令。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181012 US 16/159,3831.一种方法，包括：
提供机器人的环境的虚拟表示，其中所述虚拟表示包括所述环境中的对象的对象表示；
确定所述机器人的所述环境内的所述对象的属性，其中所述属性包括与所述对象相关的占用数据、力数据和变形数据中的至少一个；
接收用于控制所述机器人相对于所述对象移动的用户命令；以及
基于所述属性修改接收到的与所述对象的虚拟表示相关的用户命令。


2.如权利要求1所述的方法，其中所述属性包括禁止与所述对象接触的占用数据。


3.如权利要求2所述的方法，其中禁止与所述对象接触的占用数据是所述属性的可修改的默认值。


4.如权利要求1所述的方法，其中所述虚拟表示是点云表示。


5.如权利要求1所述的方法，其中所述属性包括限制由所述机器人施加在所述对象上的力的量的力阈值。


6.如权利要求5所述的方法，其中所述力阈值基于所述机器人的特性。


7.如权利要求5所述的方法，其中所述力阈值基于所述对象的一种或多种构成材料。


8.如权利要求1所述的方法，其中所述属性包括利用变形阈值的变形数据，所述变形阈值与所述对象可能由于所述机器人施加的力而变形的量对应。


9.如权利要求1所述的方法，其中所述对象包括多个力属性或多个变形属性，其中每个属性应用于所述对象的不同部分。


10.如权利要求1所述的方法，其中所述对象是危险，并且修改用户命令还包括修改所述机器人的朝向或路径。

【专利技术属性】
技术研发人员：A·撒克斯顿，S·扎波尔斯基，K·布马，L·史特尔茨纳，R·戈尔德曼，
申请(专利权)人：丰田研究所股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US