[發(fā)明專利]基于多重感知的機器人安全控制方法及裝置

有效

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• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111906778B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設計）人: 郎需林;劉培超;劉主福
• 申請（專利權）人: 深圳市越疆科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J19/06
• 代理公司: 深圳市華勤知識產權代理事務所(普通合伙) 44426
• 代理人: 隆毅

1.一種基于多重感知的機器人安全控制方法，其特征在于，包括：

在接收到3D視覺裝置發(fā)送的障礙物運動信息時，根據所述障礙物運動信息和機器人運動信息，生成供機器人執(zhí)行的第一控制策略，以避開所述障礙物，所述運動信息包括運動速度和運動軌跡；所述根據所述障礙物運動信息和機器人運動信息，生成供機器人執(zhí)行的第一控制策略包括：結合所述障礙物運動信息與所述機器人運動信息，規(guī)劃出可避開所述障礙物的路徑，以供機器人按照此路徑行進；

在接收到接近覺電子皮膚發(fā)送的接近覺信息時，根據人工勢場法，生成供機器人執(zhí)行的第二控制策略，以避開所述障礙物；

在接收到觸覺電子皮膚發(fā)送的力反饋信息時，根據所述力反饋信息和機械臂的電流反饋信息，生成供機器人執(zhí)行的第三控制策略，以控制機器人相對障礙物向后運動至預設位置，減小所述機器人與障礙物之間的碰撞力，其中，所述預設位置是根據機器人與障礙物碰撞時所產生的碰撞力大小運算得到。

2.根據權利要求1所述的機器人安全控制方法，其特征在于，在接收到3D視覺裝置發(fā)送的障礙物運動信息時，根據障礙物運動信息和機器人運動信息，生成供機器人執(zhí)行的第一控制策略的步驟之前，還包括：

通過3D視覺裝置對障礙物進行實時跟蹤，以獲取所述障礙物的實時運動信息，并根據所述運動信息建立第一運動模型；

通過所述機器人的控制器獲取所述機器人的實時運動信息，并根據所述運動信息建立第二運動模型；

根據所述第一運動模型和第二運動模型，對所述機器人與障礙物進行碰撞演練，并獲取碰撞演練的結果；

根據所述碰撞演練的結果，確定是否生成所述第一控制策略。

3.根據權利要求2所述的機器人安全控制方法，其特征在于，所述根據障礙物運動信息和機器人運動信息，生成供機器人執(zhí)行的第一控制策略包括：

在碰撞演練過程中，生成自主避障路徑，并將所述自主避障路徑與所述機器人的當前路徑疊加；

若無法生成自主避障路徑，則控制所述機器人減速運行。

4.根據權利要求1所述的機器人安全控制方法，其特征在于，所述根據力反饋信息和機械臂的電流反饋信息，生成供機器人執(zhí)行的第三控制策略包括：

建立阻抗控制模型，所述阻抗控制模型包括碰撞時的碰撞力、碰撞參數(shù)、預設位置、預設速度和預設減速度；

根據預先建立的碰撞試驗，獲取碰撞時的碰撞參數(shù)，所述碰撞參數(shù)包括剛度參數(shù)、阻尼參數(shù)和質量矩陣參數(shù)；

將觸覺電子皮膚所反饋的碰撞力，輸入至所述阻抗控制模型，以獲取所述機器人的預設位置。

5.根據權利要求4所述的機器人安全控制方法，其特征在于，所述阻抗控制模型按以下公式建立：

F＝K*X+B*X’+M*X”；

其中，F(xiàn)為碰撞力；

X，X’，X”分別為機器人的預設位置、預設速度、預設減速度；

K，B，M分別為障礙物的剛度參數(shù)、阻尼參數(shù)和質量矩陣參數(shù)；

所述減速度按以下公式計算獲得：

X”＝(F-K*X+B*X’)/M；

對所述減速度進行積分運算，以得到所述機器人的預設位置。

6.一種基于多重感知的機器人安全控制裝置，其特征在于，包括：

第一控制模塊，用于在接收到3D視覺裝置發(fā)送的障礙物運動信息時，根據所述障礙物運動信息和機器人運動信息，生成供機器人執(zhí)行的第一控制策略，以避開所述障礙物，所述運動信息包括運動速度和運動軌跡；所述根據所述障礙物運動信息和機器人運動信息，生成供機器人執(zhí)行的第一控制策略包括：結合所述障礙物運動信息與所述機器人運動信息，規(guī)劃出可避開所述障礙物的路徑，以供機器人按照此路徑行進；

第二控制模塊，用于在接收到接近覺電子皮膚發(fā)送的接近覺信息時，根據人工勢場法，生成供機器人執(zhí)行的第二控制策略，以避開所述障礙物；

第三控制模塊，用于在接收到觸覺電子皮膚發(fā)送的力反饋信息時，根據所述力反饋信息和機械臂的電流反饋信息，生成供機器人執(zhí)行的第三控制策略，以控制機器人相對障礙物向后運動至預設位置，減小所述機器人與障礙物之間的碰撞力，其中，所述預設位置是根據機器人與障礙物碰撞時所產生的碰撞力大小運算得到。