[发明专利]在一个或更多个处理器上存储离散化环境的机器人的运动规划及其改进的操作

说明书

一种机器人控制系统确定使用多种离散化中的哪一种来生成机器人扫掠体积的离散化表示，并且生成机器人将在其中运行的环境的离散化表示。表示环境和其中的障碍物的障碍物体素(或盒)被流式输入到处理器中并存储在片上环境存储器中。在运行时，机器人控制系统可以在存储在片外或片上存储器中的多个运动规划图之间动态切换。在运行时在多个运动规划图之间的动态切换使得机器人在机器人自身的特性变化的情况下，以较低的成本执行运动规划。

技术领域

本公开总体上涉及机器人运动规划，并且特别地涉及促进在一个或更多个处理器上存储环境的离散化表示的机器人的运动规划的系统和方法。

背景技术

相关技术说明

运动规划是机器人控制和机器人技术中的基本问题。运动规划完全指定了机器人从起始状态到目标状态能够遵循的路径，通常不会与操作环境中的任何障碍物碰撞，或与操作环境中的任何障碍物碰撞的可能性降低。运动规划的挑战包括以较低的成本和非常快的速度执行运动规划的能力，即使机器人本身的特性发生了变化。例如，这种特性可以包括当改变为不同的末端执行器或改变为不同的附肢时，当机器人握持各种尺寸的对象时，被认为由机器人占据的体积。而且，还存在关于能够存储在处理器芯片电路上的有限数量的运动规划信息的挑战。

发明内容

机器人控制系统中的操作方法可以概括为包括：对于将在环境中运行的第一机器人，确定多个规划图，每个规划图分别包括由多个边缘连接的多个节点，每个节点隐式地或显式地表示表征第一机器人的相应状态的变量，并且每个边缘表示在第一机器人的相应状态对之间的转换，其中相应的状态对由通过相应规划图中的相应边缘耦接的节点对中的相应节点表示；对于规划图中的每个的边缘的至少两个或更多个，生成边缘信息的相应集合，该边缘信息的相应集合表示在由通过相应的边缘耦接的相应节点表示的状态之间转换时由第一机器人的至少一部分扫过的体积；将多个规划图和边缘信息的集合存储在至少一个非暂时性处理器可读存储器中；基于在第一时间具有物理尺寸的第一集合的第一机器人的至少一部分，将规划图的第一规划图的边缘信息的集合提供给至少一个处理器；并且基于在第二时间具有物理尺寸的第二集合的第一机器人的至少一部分(物理尺寸的第二集合中的至少一个尺寸不同于尺寸的第一集合的相应尺寸)，将规划图中的第二规划图的边缘信息的集合提供给至少一个处理器。

第一机器人可以具有至少第一附肢，该第一附肢能够可选择性地操作，以相对于第一机器人在其中运行的环境运动，并且第一机器人可以具有附接到第一附肢的第一末端执行器，第一末端执行器能够可选择性地操作，以在至少第一末端执行器布置与第二末端执行器布置之间运动，并且所述操作方法还可以包括确定附接到第一附肢的第一末端执行器位于第一末端执行器布置中，其中，物理尺寸的第一集合表示第一末端执行器布置中的第一末端执行器的尺寸的集合；并且其中，可以响应于确定附接到所述第一附肢的第一末端执行器位于第一末端执行器布置中，将规划图的第一规划图的边缘信息的集合提供给至少一个处理器。

机器人控制系统中的操作方法还可以包括确定附接到第一附肢的第一末端执行器位于第二末端执行器布置中，其中，物理尺寸的第二集合表示第二末端执行器布置中的第一末端执行器的尺寸的集合；并且其中，可以响应于确定附接到第一附肢的第一末端执行器位于第二末端执行器布置中，将规划图的第二规划图的边缘信息的集合提供给至少一个处理器。