一种双机器人的防碰撞控制方法、系统和多机器人系统技术方案

本发明专利技术提供了一种双机器人的防碰撞控制方法、系统和多机器人系统。其中控制方法包括：建立主机器人与从机器人的实时通信；当主机器人和从机器人在运行各自的预设运动任务时，主机器人实时接收从机器人发送的从机器人实时运动数据并结合其自身的实时运动数据预判两者的碰撞风险；当主机器人预判与从机器人存在碰撞风险时，主机器人主动避让从机器人使从机器人能够优先运行其预设运动任务。采用本发明专利技术的控制方法，主机器人自主实现动态避让，避免碰撞发生，并可最大限度保证双机器人的执行效率，提高生产效率，同时采取单独避让策略，可减少防碰撞检测的算力需求，提高机器人的响应速度，避让动作精度更高。避让动作精度更高。避让动作精度更高。

【技术实现步骤摘要】
一种双机器人的防碰撞控制方法、系统和多机器人系统


[0001]本专利技术属于双机器人进行协同运动领域，尤其涉及一种双机器人的防碰撞控制方法、系统和多机器人系统。

技术介绍

[0002]在自动化产线中，因场地空间限制或者工作任务要求，会发生两台机器人(比如SCARA机器人)安装位置比较近，导致工作空间存在重合区域的情况。两台机器人同时执行运动任务时，在重合的工作空间内存在相互碰撞的风险。在这种情况下，可以通过人工控制两台机器人的运动任务轨迹不发生重合，以此保证不会发生碰撞。但这种方法需要用户小心的设计机器人程序，对机器人的使用造成了比较大的限制。
[0003]有鉴于此特提出本专利技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种双机器人的防碰撞控制方法、系统和多机器人系统，双机器人在完成各自预期任务时，主机器人自主实现动态避让，避免碰撞发生，并可最大限度保证双机器人的执行效率，提高生产效率，同时采取单独避让策略，可减少防碰撞检测的算力需求，提高机器人的响应速度，避让动作精度更高。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种用于控制双机器人的防碰撞方法，双机器人包括主机器人和从机器人，主机器人和从机器人的工作空间存在重合区域，主机器人可与从机器人通信，防碰撞方法包括：
[0006]建立主机器人与从机器人的实时通信；
[0007]使主机器人和从机器人运行各自的预设运动任务；
[0008]当主机器人和从机器人在运行各自的预设运动任务时，主机器人实时接收从机器人发送的从机器人实时运动数据并结合其自身的实时运动数据预判两者的碰撞风险；
[0009]当主机器人预判与从机器人存在碰撞风险时，主机器人主动避让从机器人使从机器人能够优先运行其预设运动任务。
[0010]进一步可选地，主机器人主动避让从机器人使从机器人优先执行其预设运动任务，包括：
[0011]主机器人根据碰撞风险确定碰撞点的安全区域；
[0012]主机器人放弃行进至预插补点位置，转而行进至安全区域，进行下一次预判。
[0013]进一步可选地，当主机器人预判结果为与从机器人不存在碰撞风险时，主机器人继续行进执行其预设运动任务。
[0014]进一步可选地，从机器人和主机器人在行进过程中各自计算各自的当前位置包围盒模型、预插补点位置包围盒模型；
[0015]从机器人发送的从机器人实时运动数据包括从机器人的当前位置包围盒模型、预插补点位置包围盒模型以及其当前的速度信息、加速度信息；
[0016]主机器人的实时运动数据包括主机器人的当前位置包围盒模型、预插补点位置包围盒模型以及其当前的速度信息、加速度信息；
[0017]主机器人实时接收从机器人发送的从机器人实时运动数据并结合其自身的实时运动数据预判两者的碰撞风险包括：主机器人通过双方的当前位置、后续预插补点位置的包围盒模型以及双方当前的速度信息、加速度信息计算双方当前时刻及双方在未来各个时刻的位置双方是否有碰撞风险。
[0018]进一步可选地，主机器人通过双方的当前位置、后续预插补点位置的包围盒模型以及当前的速度信息、加速度信息计算双方未来各个时刻的位置以及未来各个时刻的各个位置双方是否有碰撞风险，包括：
[0019]主机器人通过双方的当前位置、速度、加速度，计算未来各个时刻双方的位置；
[0020]逐一判断当前时刻及未来各个时刻双方在位置的包围盒模型是否有重叠区域；
[0021]若有重叠区域，则视为存在碰撞风险。
[0022]进一步可选地，行进至安全区域，进行下一次预判包括：
[0023]主机器人放弃运行至预插补点位置，转而运行至距碰撞点临界位置的预设安全距离内；
[0024]主机器人根据其所在安全区域的当前位置以及预插补点位置计算后续预插补点的包围盒模型，将该包围盒模型与从机器人发送的从机器人包围盒模型结合分析再一次预判两者的碰撞风险。
[0025]进一步可选地，主机器人和从机器人均为多关节机械臂；包围盒模型为立方体包围盒。
[0026]本专利技术还提出了一种多机器人防碰撞控制系统，其包括一个或多个处理器以及存储有程序指令的非暂时性计算机可读存储介质，当一个或多个处理器执行程序指令时，一个或多个处理器用于实现根据上述技术方案任意一项的方法。
[0027]本专利技术还提出了一种多机器人系统，包括主机器人和从机器人，其特征在于，其中主机器人和从机器人的工作空间存在重合区域，主机器人可与从机器人通信，其采用上述技术方案中任一项的方法，或包括上述技术方案的防碰撞控制系统。
[0028]进一步可选地：防碰撞控制系统包括设置在主机器人上的第一通信模块和第一控制器，设置在从机器人上的第二通信模块和第二控制器，第一控制器设有第一存储模块和第一计算模块，第二控制器设置有第二存储模块和第二计算模块，第一通信模块和第二通信模块实现主机器人和从机器人的实时通信。
[0029]采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：在两台机器人工作空间存在重合区域的情况下，从机器人与主机器人进行实时通信，主机器人基于从机器人的实时运动数据以及自身的实时运动数据，对两者在后续任务中是否存在会发生碰撞的位置进行预判，提升了预判结果的精准度。如果预判两者不存在碰撞风险，主机器人和从机器人均执行各自预设运动任务，一旦预判到碰撞风险，主机器人主动避让从机器人，使从机器人优选运行其预设运动任务，并在主动避让过程中，进行下一次预判，直至双方完成预期任务。这样可有效避免碰撞发生，并最大限度保证主机器人、从机器人的执行效率，提高生产效率。同时采用单独避让方式，可减少防碰撞方法的算力要求，提升机器人的响应速度。另外，本专利技术可在不依赖额外传感器的情况下，实现碰撞风险的精准预判，节约了成本。
[0030]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
[0031]附图作为本专利技术的一部分，用来提供对本专利技术的进一步的理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但不构成对本专利技术的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
[0032]图1示出了本专利技术一种实施例的机器人防碰撞方法的流程示意图。
[0033]图2a示出了本专利技术一种实施例的双机器人的防碰撞控制方法的效果演示图之一。
[0034]图2b示出了本专利技术一种实施例的双机器人的防碰撞控制方法的效果演示图之二。
[0035]图2c示出了本专利技术一种实施例的双机器人的防碰撞控制方法的效果演示图之三。
[0036]图2d示出了本专利技术一种实施例的双机器人的防碰撞控制方法的效果演示图之四。
[0037]图3示出了本专利技术一种实施例的双机器人的防碰撞控制方法的流程示意图。
[0038]其中：1主机器人，11第一大臂，12本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双机器人的防碰撞控制方法，所述双机器人包括主机器人和从机器人，其特征在于，所述主机器人和所述从机器人的工作空间存在重合区域，所述主机器人可与所述从机器人通信，所述防碰撞方法包括：建立所述主机器人与所述从机器人的实时通信；使所述主机器人和所述从机器人运行各自的预设运动任务；当所述主机器人和所述从机器人在运行各自的预设运动任务时，所述主机器人实时接收所述从机器人发送的从机器人实时运动数据并结合其自身的实时运动数据预判两者的碰撞风险；当所述主机器人预判与所述从机器人存在碰撞风险时，所述主机器人主动避让所述从机器人使所述从机器人能够优先运行其预设运动任务。2.根据权利要求1所述的双机器人的防碰撞控制方法，其特征在于，所述主机器人主动避让所述从机器人使所述从机器人优先执行其预设运动任务，包括：所述主机器人根据所述碰撞风险确定碰撞点的安全区域；所述主机器人放弃行进至预插补点位置，转而行进至所述安全区域，进行下一次预判。3.根据权利要求2所述的双机器人的防碰撞控制方法，其特征在于，当所述主机器人预判结果为与所述从机器人不存在碰撞风险时，主机器人继续行进执行其预设运动任务。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的双机器人的防碰撞方法，其特征在于，所述从机器人和主机器人在行进过程中各自计算各自的当前位置包围盒模型、预插补点位置包围盒模型；所述从机器人发送的从机器人实时运动数据包括从机器人的当前位置包围盒模型、预插补点位置包围盒模型以及其当前的速度信息、加速度信息；所述主机器人的实时运动数据包括主机器人的当前位置包围盒模型、预插补点位置包围盒模型以及其当前的速度信息、加速度信息；所述主机器人实时接收所述从机器人发送的从机器人实时运动数据并结合其自身的实时运动数据预判两者的碰撞风险包括：所述主机器人通过双方的当前位置、后续预插补点位置的包围盒模型以及双方当前的速度信息、加速度信息计算双方当前时刻及双方在未来各个时刻的位置双方是否有碰撞风险。5.根据权利要求4所述的双机器人的防碰撞控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：李滕，应坤，郑浩鑫，左登云，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：