机器人装置和机器人控制方法与流程

    专利2026-02-21  16


    本公开内容涉及机器人装置和机器人控制方法。具体地,本发明涉及能够基于正确的障碍物确定来执行准确的控制而不会将机器人本身的腿、臂等错误地识别为障碍物的机器人装置和机器人控制方法。


    背景技术:

    1、近年来,自主行进型机器人例如通过控制多条腿而移动的行走型机器人和通过旋转轮而移动的轮驱动型机器人被用于各种领域中。

    2、例如,机器人甚至可以在人们难以进入的灾难现场等处执行各种操作。

    3、然而,为了使行走型机器人和轮行进型机器人稳定地移动,需要抓住行进方向上的障碍物、行走表面以及行进表面的不平整物、倾斜物等,识别其上可以稳定行走或行进的路线,并且根据行走表面或行进表面的形状进一步执行行进的脚或轮的着陆。

    4、例如,当行走型机器人的脚放置在具有严重不平整性的表面或具有大倾斜度的表面上时,存在机器人摔倒并且无法向前移动的可能性。

    5、为了防止这样的问题,许多自主行进型机器人安装有传感器例如用于识别机器人周围的环境的摄像装置,并且使用传感器检测信息来执行控制以选择和移动路线,以执行稳定的行走或行进。

    6、例如,执行以下处理:使用从传感器获得的数据来生成包括周围环境的三维形状数据的环境地图;以及参照所生成的环境地图来确定移动路线;等等。

    7、然而,在如上所述执行使用从传感器获得的数据来创建环境地图的处理和分析所创建的环境地图的处理的情况下,存在以下问题。

    8、这是机器人的结构部例如机器人本身的腿或手被识别为障碍物的问题。

    9、例如,行走型机器人在来回移动腿的同时行进。当传感器例如机器人的摄像装置检测到机器人的腿时,该腿可能被错误地识别为障碍物。

    10、当发生这样的错误识别时,机器人可以确定机器人不能在机器人最初可以行进的路线上行进,并且机器人可以停止行进。

    11、此外,例如,在使用机器人的臂(臂部)或手执行工作的机器人的情况下,传感器例如机器人的摄像装置可能检测机器人的臂或手,并且错误地将臂或手识别为障碍物。

    12、在这样的情况下,机器人确定不能执行规定的工作,并且停止机器人的工作。

    13、例如,作为公开了解决如上所述错误地将机器人的一部分识别为障碍物的问题的配置的常规技术,存在以下文件。

    14、例如,专利文件1(日本专利第4961860号)公开了以下配置:根据机器人的模型信息和致动器的位置信息来执行正向运动学计算;计算机器人的三维身体位置;将计算出的身体位置与视觉传感器的位置和视角相结合,以计算在视觉传感器的哪个部分对机器人的身体进行成像;以及从障碍物确定目标中排除机器人身体部分。

    15、然而,专利文件1中公开的方法具有以下问题:在机器人模型信息与机器人的实际机器之间存在误差的情况下,不能从图像中准确地去除机器人的身体部分。

    16、此外,专利文件2(日本专利申请特许公开第2011-212818号)公开了以下配置:在具有发射和检测激光的视觉传感器的机器人中,在机器人的表面上执行吸收激光的涂覆,并且机器人的身体不被检测为障碍物。

    17、然而,在这种方法中,需要在机器人表面上执行用于吸收激光的涂覆,使用用于发射和检测激光的视觉传感器,并且这些配置是必不可少的,并且存在通用性差的问题。

    18、此外,专利文件3(日本专利申请特许公开第1-183395号)公开了以下配置:机器人臂设置有屏蔽板,该屏蔽板屏蔽机器人臂的形状并具有可以与对象的形状区分开的反射率或形状,从而从传感器检测信息中去除机器人的身体。

    19、该方法需要具有特殊反射率和形状的屏蔽板,并且具有成本增加的问题,并且还具有由于屏蔽板的附接而阻碍机器人的移动的问题。

    20、引文列表

    21、专利文件

    22、专利文件1:日本专利第4961860号

    23、专利文件2:日本专利申请特许公开第2011-212818号

    24、专利文件3:日本专利申请特许公开第1-183395号


    技术实现思路

    1、本发明要解决的问题

    2、例如,本公开内容是针对上述问题进行的,并且其目的是提供一种能够安全地控制机器人而不会将机器人的一部分错误地识别为障碍物并且不会使机器人与真实障碍物碰撞或接触的机器人装置和机器人控制方法。

    3、问题的解决方案

    4、本公开内容的第一方面是:

    5、一种机器人装置,包括:

    6、数据处理单元,该数据处理单元分析视觉传感器的检测信息并控制机器人装置的操作,

    7、其中,数据处理单元包括:

    8、自区域过滤处理单元,该自区域过滤处理单元从视觉传感器的检测信息中包括的对象信息中去除与机器人装置的结构部相对应的对象信息,

    9、自区域过滤处理单元包括:

    10、可变过滤区域计算单元,该可变过滤区域计算单元计算与机器人装置的可动部相对应的可变过滤区域;以及

    11、过滤处理单元,该过滤处理单元从视觉传感器的检测信息中去除可变过滤区域中的对象信息,以及

    12、可变过滤区域计算单元根据作为可变过滤区域计算目标的可动部的动作速度来计算具有不同尺寸的可变过滤区域。

    13、此外,本公开内容的第二方面是:

    14、一种用于执行机器人装置的动作控制的机器人控制方法,该机器人控制方法包括:

    15、自区域过滤处理步骤,由自区域过滤处理单元从视觉传感器的检测信息中包括的对象信息中去除与机器人装置的结构部相对应的对象信息;

    16、地图数据生成步骤,由地图图像生成单元基于以下对象信息来生成地图数据:已经从所述对象信息中去除与机器人装置的结构部相对应的对象信息;以及

    17、机器人控制步骤,由机器人控制单元基于地图数据来控制机器人装置,

    18、其中,自区域过滤处理步骤包括:

    19、执行根据机器人装置的可动部的动作速度来计算具有不同尺寸的可变过滤区域的可变过滤区域计算处理的步骤;以及

    20、执行从视觉传感器的检测信息中去除可变过滤区域中的对象信息的处理的步骤。

    21、根据基于稍后描述的本公开内容的示例和附图的更详细的描述,本公开内容的其他目的、特征和优点将变得明显。注意,本文中描述的系统是多个装置的逻辑集合配置,并且不限于其中具有各自配置的装置在同一壳体中的系统。

    22、根据本公开内容的示例的配置,在基于传感器的检测信息来识别障碍物的机器人装置中,通过正确的障碍物识别来实现高度准确的机器人控制,而不会将机器人本身的腿、臂等错误地识别为障碍物。

    23、具体地,例如,自区域过滤处理单元从在视觉传感器的检测信息中包括的对象信息中去除与机器人装置的结构部相对应的对象信息,地图图像生成单元基于以下对象信息来生成地图数据:已经从所述对象信息中去除与机器人装置的结构部相对应的对象信息,并且机器人控制单元基于所生成的地图数据来控制机器人装置。自区域过滤处理单元根据机器人装置的可动部的动作速度来计算不同尺寸的可变过滤区域,并且执行从视觉传感器的检测信息中去除可变过滤区域中的对象信息的处理。

    24、利用这种配置,在基于传感器的检测信息来识别障碍物的机器人装置中,通过正确的障碍物识别来实现高度准确的机器人控制,而不会将机器人本身的腿、臂等错误地识别为障碍物。

    25、注意,本文中描述的效果仅仅是示例,而不受限制,并且还可以提供附加的效果。


    技术特征:

    1.一种机器人装置,包括:

    2.根据权利要求1所述的机器人装置,还包括:

    3.根据权利要求1所述的机器人装置,其中,

    4.根据权利要求1所述的机器人装置,其中,

    5.根据权利要求1所述的机器人装置,其中,

    6.根据权利要求1所述的机器人装置,还包括:

    7.根据权利要求6所述的机器人装置,其中,

    8.根据权利要求1所述的机器人装置,其中,

    9.根据权利要求1所述的机器人装置,其中,

    10.根据权利要求9所述的机器人装置,其中,

    11.根据权利要求9所述的机器人装置,其中,

    12.根据权利要求1所述的机器人装置,其中,

    13.根据权利要求1所述的机器人装置,其中,

    14.根据权利要求1所述的机器人装置,其中,

    15.一种用于执行机器人装置的动作控制的机器人控制方法,所述机器人控制方法包括:


    技术总结
    在用于基于来自传感器的检测信息来识别障碍物的该机器人装置中,通过正确的障碍物识别来实现高精度的机器人控制,而不会将机器人的腿部分或臂部分等错误地识别为障碍物。在本发明中,主区域过滤处理单元从在来自触觉传感器的检测信息中包括的对象信息中删除与机器人装置的构成部分相对应的对象信息,地图图像生成单元基于已经从其中删除与机器人装置的构成部分相对应的对象信息的对象信息来生成地图数据,并且机器人控制单元基于所生成的地图数据来控制机器人装置。主区域过滤处理单元删除尺寸根据机器人装置的可动部的动作速度而变化的可变过滤区域,并且执行用于从来自触觉传感器的检测信息中删除可变过滤区域内的对象信息的处理。

    技术研发人员:津崎亮一
    受保护的技术使用者:索尼集团公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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