[發明專利]用于靈活的人機協作的系統和方法

在審

• 申請號: 202011259782.2
• 申請日: 2015-08-28
• 公開（公告）號: CN112428270A
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 凱萊赫·格林;格雷戈里·D·黑格;塞巴斯蒂安·里德爾
• 申請（專利權）人: 約翰霍普金斯大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J11/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 張娜;顧麗波

1.一種用于實現可泛化用戶-機器人協作的計算機實現的方法，包括步驟：

提供機器人性能和一個或多個用戶交互性能的組合，其中所述機器人性能對用于執行一種類型的任務動作的機器人的至少一個功能進行建模；

利用信息核將所述機器人性能專門化，以提供專門化的機器人性能，其中所述信息核封裝與所述類型的任務動作相關聯的任務相關參數的集合；

提供所述專門化的機器人性能的實例作為機器人性能元素，所述機器人性能元素基于所述任務相關參數的集合來控制所述機器人的所述至少一個功能；

提供所述一個或多個用戶交互性能的一個或多個實例作為一個或多個交互性能元素；

執行所述機器人性能元素以經由所述一個或多個用戶交互性能元素接收用戶輸入；以及

基于所述用戶輸入和所述任務相關參數的集合，控制所述機器人的所述至少一個功能，以與所述用戶輸入協作地執行所述類型的任務動作中的至少一個任務動作。

2.根據權利要求1所述的方法，還包括：

經由所述一個或多個交互性能元素提供一個或多個用戶接口；以及

經由所述一個或多個用戶接口接收所述用戶輸入。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述一個或多個用戶交互性能包括通道控制交互性能，所述方法還包括：

提供所述通道控制交互性能的實例作為通道控制交互性能元素；以及

經由所述通道控制交互性能元素接收所述機器人的用戶操縱作為所述用戶輸入。

4.根據權利要求3所述的方法，還包括：

基于所述通道控制交互性能元素提供通道控制指導接口，該通道控制指導接口接收機器人的用戶操縱作為用戶演示運動；

確定所述機器人的起始姿態；

獲取所述用戶演示運動的軌跡數據；

基于所述機器人的起始姿態將所述軌跡數據泛化以形成工具運動基元；以及

存儲所述工具運動基元。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述類型的任務動作包括運動約束，所述信息核中的所述任務相關參數的集合包括與工具類型相關聯的工具參數的集合，并且其中執行所述機器人性能元素還包括：

檢測所述工具類型的工具附接到所述機器人；以及

基于與所述工具類型相關聯的工具參數的集合，約束所述機器人在響應于所述用戶輸入而執行所述至少一個任務動作時的一個或多個運動，從而實施所述運動約束。

6.根據權利要求5所述的方法，其中，約束所述機器人的所述一或多個運動進一步包括：

獲取所述機器人的起始姿態；以及

基于所述機器人的所述起始姿態和與所述工具類型相關聯的工具參數的集合來約束所述機器人的所述一個或多個運動。

7.根據權利要求5所述的方法，其中，所述工具參數的集合包括工具幾何結構和工具行為約束，所述方法進一步包括：

基于所述工具幾何結構和所述工具行為約束，生成所述機器人的工具約束工作空間，所述工具約束工作空間是所述機器人的最大工作空間的子集；以及

約束所述機器人的所述一個或多個運動，從而將所述機器人約束到所述工具約束工作空間。

8.根據權利要求5所述的方法，其中，所述信息核中的所述任務相關參數的集合包括感知模板，并且約束所述機器人的所述一個或多個運動還包括：

獲得至少一個目標工件的工件特性的集合；以及

基于所述機器人的初始姿態和所述工件特性的集合，約束所述機器人的所述一個或多個運動。

9.根據權利要求1所述的方法，其中，所述類型的任務動作包括運動即時回放，所述信息核中的所述任務相關參數的集合包括工具運動基元，并且執行所述機器人性能元素還包括：

經由所述一個或多個用戶交互性能來確定所述機器人的起始姿態；以及

基于所述機器人的起始姿態和所述工具運動基元的工具運動軌跡來控制所述機器人在執行所述至少一個任務動作時的一個或多個運動。