[發明專利]用于確定由柔性末端執行器保持的物體的姿勢的系統和方法

有效

• 申請號: 202080076373.0
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN114630739B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: N·S·庫普斯瓦米;A·阿爾斯波
• 申請（專利權）人: 豐田研究所股份有限公司
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J15/02;B25J9/16;B25J13/08
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 李穎

公開了用于確定由機器人的柔性末端執行器保持的物體的姿勢的系統和方法。一種確定物體的姿勢的方法包括從觸覺傳感器接收觸覺數據，從曲率傳感器接收曲率數據，從曲率數據確定柔性末端執行器的多個片段，將坐標系指派給每個片段，從觸覺數據確定物體與柔性末端執行器之間的每個接觸點的位置，計算相對變換的集合并確定每個點相對于坐標系中的一個坐標系的位置，從所確定的每個點的位置生成連續數據，并將連續數據提供給使用連續數據來確定物體的姿勢的姿勢確定算法。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2019年10月2日提交的標題為“Systems?and?Methods?forDetermining?Pose?of?Objects?Held?By?Flexible?End?Effectors”的美國專利申請序列No.16/591,014的優先權，該專利申請通過引用整體并入本文。

技術領域

本說明書一般而言涉及姿勢估計系統，并且更具體地涉及提高計算機估計由機器人上的柔性末端執行器保持的物體的姿勢的能力的系統。

背景技術

柔性機器人末端執行器在抓握形狀奇特的物體、非柔性末端執行器難以抓握的物體、具有未知形狀特點的物體等方面特別有用。

雖然柔性機器人末端執行器在拾放型場景(例如，箱子拾取場景)中特別有用，但在沒有與由柔性機器人末端執行器保持時被操縱的物體的精確姿勢相關的信息的情況下，可能難以實現被操縱的物體的精確放置。

發明內容

在一個實施例中，一種確定由機器人的柔性末端執行器保持的物體的姿勢的方法，該機器人具有定位在柔性末端執行器處的一個或多個觸覺傳感器和一個或多個曲率傳感器，該方法包括由處理設備從一個或多個觸覺傳感器接收觸覺數據，由處理設備從一個或多個曲率傳感器接收曲率數據，由處理設備從曲率數據確定柔性末端執行器的多個片段，由處理設備將坐標系指派給多個片段中的每個片段，由處理設備確定物體與柔性末端執行器之間的每個接觸點的位置，由處理設備計算相對變換的集合并從觸覺數據確定每個點相對于坐標系中的一個坐標系的位置，由處理設備從所確定的每個點的位置生成連續數據，并且由處理設備將連續數據提供給使用連續數據來確定物體的姿勢的姿勢確定算法。

在另一實施例中，一種用于確定由機器人的柔性末端執行器保持的物體的姿勢的系統包括具有一個或多個柔性手指的柔性末端執行器，一個或多個柔性手指中的每個柔性手指由柔性內側構件限定。該系統還包括被定位成感測一個或多個柔性手指中的每個柔性手指的曲率并生成與曲率對應的曲率數據的一個或多個曲率傳感器以及被定位成與一個或多個柔性手指中的每個柔性手指相鄰的一個或多個觸覺傳感器，一個或多個觸覺傳感器被配置為感測由柔性末端執行器與由柔性末端執行器保持的物體之間的接觸造成的柔性內側構件的一個或多個變形的位置并生成與一個或多個變形的位置對應的觸覺數據。該系統還包括通信地耦合到一個或多個曲率傳感器和一個或多個觸覺傳感器的計算設備，該計算設備被編程為通過從曲率數據和觸覺數據生成連續數據并將連續數據饋送到姿勢估計算法來確定由柔性末端執行器保持的物體的姿勢。

在又一實施例中，一種用于確定由機器人保持的物體的姿勢的系統包括具有柔性末端執行器的機器人臂，該末端執行器具有多個柔性手指，多個柔性手指中的每個柔性手指由柔性內側構件限定。該系統還包括被定位成感測多個柔性手指中的每個柔性手指的曲率并生成與曲率對應的曲率數據的一個或多個曲率傳感器以及被定位成與多個柔性手指中的每個柔性手指相鄰的一個或多個觸覺傳感器，一個或多個觸覺傳感器被配置為感測由柔性末端執行器與由柔性末端執行器保持的物體之間的接觸造成的柔性內側構件的一個或多個變形的位置并生成與一個或多個變形的位置對應的觸覺數據。該系統還包括通信地耦合到一個或多個曲率傳感器和一個或多個觸覺傳感器的計算設備，該計算設備被編程為通過從曲率數據和觸覺數據生成連續數據并將連續數據饋送到姿勢估計算法來確定由柔性末端執行器保持的物體的姿勢。

鑒于以下詳細描述并結合附圖，將更充分地理解由本文描述的實施例提供的這些和附加特征。

附圖說明