[发明专利]基于多重感知的机器人安全控制方法及装置

权利要求书

1.一种基于多重感知的机器人安全控制方法，其特征在于，包括：

在接收到3D视觉装置发送的障碍物运动信息时，根据所述障碍物运动信息和机器人运动信息，生成供机器人执行的第一控制策略，以避开所述障碍物，所述运动信息包括运动速度和运动轨迹；所述根据所述障碍物运动信息和机器人运动信息，生成供机器人执行的第一控制策略包括：结合所述障碍物运动信息与所述机器人运动信息，规划出可避开所述障碍物的路径，以供机器人按照此路径行进；

在接收到接近觉电子皮肤发送的接近觉信息时，根据人工势场法，生成供机器人执行的第二控制策略，以避开所述障碍物；

在接收到触觉电子皮肤发送的力反馈信息时，根据所述力反馈信息和机械臂的电流反馈信息，生成供机器人执行的第三控制策略，以控制机器人相对障碍物向后运动至预设位置，减小所述机器人与障碍物之间的碰撞力，其中，所述预设位置是根据机器人与障碍物碰撞时所产生的碰撞力大小运算得到。

2.根据权利要求1所述的机器人安全控制方法，其特征在于，在接收到3D视觉装置发送的障碍物运动信息时，根据障碍物运动信息和机器人运动信息，生成供机器人执行的第一控制策略的步骤之前，还包括：

通过3D视觉装置对障碍物进行实时跟踪，以获取所述障碍物的实时运动信息，并根据所述运动信息建立第一运动模型；

通过所述机器人的控制器获取所述机器人的实时运动信息，并根据所述运动信息建立第二运动模型；

根据所述第一运动模型和第二运动模型，对所述机器人与障碍物进行碰撞演练，并获取碰撞演练的结果；

根据所述碰撞演练的结果，确定是否生成所述第一控制策略。

3.根据权利要求2所述的机器人安全控制方法，其特征在于，所述根据障碍物运动信息和机器人运动信息，生成供机器人执行的第一控制策略包括：

在碰撞演练过程中，生成自主避障路径，并将所述自主避障路径与所述机器人的当前路径叠加；

若无法生成自主避障路径，则控制所述机器人减速运行。

4.根据权利要求1所述的机器人安全控制方法，其特征在于，所述根据力反馈信息和机械臂的电流反馈信息，生成供机器人执行的第三控制策略包括：

建立阻抗控制模型，所述阻抗控制模型包括碰撞时的碰撞力、碰撞参数、预设位置、预设速度和预设减速度；

根据预先建立的碰撞试验，获取碰撞时的碰撞参数，所述碰撞参数包括刚度参数、阻尼参数和质量矩阵参数；

将触觉电子皮肤所反馈的碰撞力，输入至所述阻抗控制模型，以获取所述机器人的预设位置。

5.根据权利要求4所述的机器人安全控制方法，其特征在于，所述阻抗控制模型按以下公式建立：

F＝K*X+B*X’+M*X”；

其中，F为碰撞力；

X，X’，X”分别为机器人的预设位置、预设速度、预设减速度；

K，B，M分别为障碍物的刚度参数、阻尼参数和质量矩阵参数；

所述减速度按以下公式计算获得：

X”＝(F-K*X+B*X’)/M；

对所述减速度进行积分运算，以得到所述机器人的预设位置。

6.一种基于多重感知的机器人安全控制装置，其特征在于，包括：

第一控制模块，用于在接收到3D视觉装置发送的障碍物运动信息时，根据所述障碍物运动信息和机器人运动信息，生成供机器人执行的第一控制策略，以避开所述障碍物，所述运动信息包括运动速度和运动轨迹；所述根据所述障碍物运动信息和机器人运动信息，生成供机器人执行的第一控制策略包括：结合所述障碍物运动信息与所述机器人运动信息，规划出可避开所述障碍物的路径，以供机器人按照此路径行进；

第二控制模块，用于在接收到接近觉电子皮肤发送的接近觉信息时，根据人工势场法，生成供机器人执行的第二控制策略，以避开所述障碍物；

第三控制模块，用于在接收到触觉电子皮肤发送的力反馈信息时，根据所述力反馈信息和机械臂的电流反馈信息，生成供机器人执行的第三控制策略，以控制机器人相对障碍物向后运动至预设位置，减小所述机器人与障碍物之间的碰撞力，其中，所述预设位置是根据机器人与障碍物碰撞时所产生的碰撞力大小运算得到。