[发明专利]一种人体交互的机器人示教方法及示教系统

说明书

本发明提供了一种人体交互的机器人示教方法，其特征在于：确认示教者权限并进入人体交互模式；通过判断示教者示教手的手势来进入示教模式以开始示教；在示教过程中，不断获取示教者的图像和人体骨骼信息并进行解析形成示教轨迹；通过映射算法映射成机器人本体运动轨迹，解析为机器人控制指令并发送至机器人控制系统，机器人控制系统根据机器人控制指令实时改变机器人本体的姿态；通过判断示教者非示教手的手势来结束示教，输出示教轨迹；编辑示教轨迹；生成并编辑机器人控制程序。本发明示教方法示教动作直观，编程效率高，具有良好安全性。本发明还提供一种示教动作直观、编程效率高、具有良好安全性、人体交互的机器人示教系统。

技术领域

本发明涉及工业机器人示教技术领域，更具体地说，涉及一种人体交互的机器人示教方法及示教系统。

背景技术

随着科技的快速发展，在工业制造、生产及其相关技术领域常常采用机器人辅助生产以节省人工成本和提高生产效率。目前市场上的多关节工业机器人大多属于普通六轴(六关节)机器人，通过示教方式实现运动轨迹进行编程并存储，之后重复再现该运动轨迹使机器人运作。目前机器人示教方式主要采用示教器示教和拖动式示教两种方式；这两种示教方式各有特点，但也存在着不足。

示教器示教方式以源码方式呈现机器人动作，示教动作不够直观；示教从指令输入到实现，需要经过较长的编码、定位过程，编程效率较低。拖动式示教方式对空间与环境有一定的要求，在空间限制机器人动作幅度的示教环境下，拖动式示教无法实现；部份环境为了安全的考虑而要求无人作业，该环境下更是无法实施拖动式示教。此外，拖动式示教方式是通过示教者拖动机器人实现目标点的定位与轨迹的记录，需要示教者接触机器人；在机器人驱动执行机构及相关传感、驱动机构出现故障时，示教者接触机器人将会有安全的风险，因此拖动式示教方式存在安全隐患。因此，现有两种示教方式均不是十分理想，亟需设计出一种示教动作直观、编程效率高、具有良好安全性的机器人示教方法和示教系统。

发明内容

为克服现有技术中的缺点与不足，本发明的一个目的在于提供一种示教动作直观、编程效率高、具有良好安全性、人体交互的机器人示教方法。本发明的另一个目的在于提供一种示教动作直观、编程效率高、具有良好安全性、人体交互的机器人示教系统。

为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种人体交互的机器人示教方法，其特征在于：设置机器人基本信息；确认示教者权限并进入人体交互模式；通过判断示教者示教手的手势来进入示教模式以开始示教；在示教过程中，不断获取示教者的图像和人体骨骼信息并进行解析得出示教者示教手的姿态和运动信息，形成示教轨迹；通过映射算法将示教轨迹映射成机器人本体运动轨迹，将机器人本体运动轨迹解析为机器人控制指令并发送至机器人控制系统，机器人控制系统根据机器人控制指令实时改变机器人本体的姿态，从而将示教者姿态和运动信息实时映射到机器人本体上；通过判断示教者非示教手的手势来结束示教，输出示教轨迹；编辑示教轨迹；生成并编辑机器人控制程序。

本发明示教方法通过获取示教者的图像和人体骨骼信息并进行解析、处理来形成机器人控制程序以实现示教，编程效率高，示教者不需要接触机器人，可消除因机器人故障而撞伤示教者的安全隐患，具有良好的安全性；示教过程中，示教者姿态和运动信息实时映射到机器人本体上，使机器人本体可跟随人体姿态变换做出相应的姿态变换，示教动作直观，示教者可及时检查示教动作是否符合要求并作出相应调整，可进一步提高编程效率。

优选地，所述的设置机器人基本信息；确认示教者权限并进入人体交互模式；通过判断示教者示教手的手势来进入示教模式以开始示教；在示教过程中，不断获取示教者的图像和人体骨骼信息并进行解析得出示教者示教手的姿态和运动信息，形成示教轨迹；通过映射算法将示教轨迹映射成机器人本体运动轨迹，将机器人本体运动轨迹解析为机器人控制指令并发送至机器人控制系统，机器人控制系统根据机器人控制指令实时改变机器人本体的姿态，从而将示教者姿态和运动信息实时映射到机器人本体上；通过判断示教者非示教手的手势来结束示教，输出示教轨迹；编辑示教轨迹；生成并编辑机器人控制程序，是指包括如下步骤：