CN106826814A - 一种机器人的运动控制方法和运动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人的运动控制方法和运动控制系统，其中控制方法包括：判断在执行顺序上相邻设置的至少两个运动任务是否满足合并条件；若满足合并条件，则将至少两个运动任务合并为一个新的运动任务；控制机器人执行所述新的运动任务。本发明的控制方法能够提高机器人的运动的流畅性。

Description

一种机器人的运动控制方法和运动控制系统

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其是涉及一种机器人的运动控制方法和运动控制系统。

背景技术

机器人产业发展迅速，越来越多的开始使用机器人代替人类完成重复性、危险性工作，甚至复杂精密的动作。因此对机器人运动或动作控制的要求也越来越高。

具体对于机器人的运动是通过多条运动指令来控制实现的，然而当前的控制技术中，机器人在完成当前运动指令，执行下一运动指令时，会出现延时停顿的现象，存在机器人运动不连贯的问题。

发明内容

本发明提供一种机器人的运动控制方法和运动控制系统以解决现有技术中机器人运动不连贯的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种机器人的运动控制方法，其包括判断在执行顺序上相邻设置的至少两个运动任务是否满足合并条件；若满足合并条件，则将至少两个运动任务合并为一个新的运动任务；控制机器人执行新的运动任务。

其中，判断在执行顺序上相邻设置的至少两个运动任务是否满足合并条件的步骤包括：判断至少两个运动任务所对应的运动方向是否一致；若运动方向一致，则满足合并条件。

其中，判断在执行顺序上相邻设置的至少两个运动任务是否满足合并条件的步骤包括：判断当前执行的运动任务与下一个待执行的运动任务是否满足合并条件；若满足合并条件，则将至少两个运动任务合并为一个新的运动任务的步骤包括：将下一个待执行的运动任务合并到当前执行的运动任务。

其中，将下一个待执行的运动任务合并到当前执行的运动任务的步骤包括：计算当前执行的运动任务的目标行程与已运动行程之间的差值，进而获得未完成行程；将未完成行程与下一个待执行的运动任务的目标行程进行累加，或者将未完成行程替换成下一个待执行的运动任务的目标行程。

其中，将下一个待执行的运动任务合并到当前执行的运动任务的步骤进一步包括：删除下一个待执行的运动任务。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种机器人的运动控制系统，其包括：判断模块，用于判断在执行顺序上相邻设置的至少两个运动任务是否满足合并条件；合并模块，用于在至少两个运动任务满足合并条件时，将至少两个运动任务合并为一个新的运动任务；控制模块，用于控制机器人执行所述新的运动任务。

其中，判断模块进一步用于判断至少两个运动任务所对应的运动方向是否一致，若运动方向一致，则满足合并条件。

其中，判断模块进一步用于判断当前执行的运动任务与下一个待执行的运动任务是否满足合并条件；合并模块进一步用于在至少两个运动任务满足合并条件时，将下一个待执行的运动任务合并到当前执行的运动任务。

其中，合并模块包括：计算单元，用于计算当前执行的运动任务的目标行程与已运动行程之间的差值，进而获得未完成行程；处理单元，用于将未完成行程与下一个待执行的运动任务的目标行程进行累加，或者将未完成行程替换成下一个待执行的运动任务的目标行程。

其中，合并模块包括删除单元，用于删除下一个待执行的运动任务。

本发明机器人的运动控制方法包括判断在执行顺序上相邻设置的至少两个运动任务是否满足合并条件；若满足合并条件，则将至少两个运动任务合并为一个新的运动任务；控制机器人执行所述新的运动任务。本控制方法中将多个运动任务合并为一个新的运动任务，减少了多个运动任务造成的多次停顿，使得机器人的运动更为流畅。

附图说明

图1是本发明机器人的运动控制方法第一实施方式的流程示意图；

图2是本发明机器人的运动控制方法第二实施方式的流程示意图；

图3是本发明机器人的运动控制系统一实施方式的结构示意图；

图4是图3所示本发明机器人的运动控制系统一实施方式的硬件结构示意图；

图5是图3所示本发明机器人的运动控制系统一实施方式与机器人控制连接的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明机器人的运动控制方法和运动控制系统做出进一步详细描述。

请参阅图1，图1是本发明机器人的运动控制方法第一实施方式的流程示意图，在本实施方式控制方法中控制机器人执行多个运动任务，以实现对机器人运动的控制。本实施方式的控制方法将运动任务进行合并，减少机器人在执行不同运动任务时的延时停顿。具体来说，控制方法包括以下步骤。

S101：判断在执行顺序上相邻设置的至少两个运动任务是否满足合并条件。

本步骤S101中对执行顺序上相邻设置的至少两个运动任务进行分析，以判断其是否满足合并条件。即可对相邻的两个运动任务进行分析，或对相邻的三个运动任务进行分析。

对于实际应用中的机器人，其待执行的多个运动任务可能为预先编排的，可能是用户临时输入，也可能是由机器人自主思考生成。而对于多个运动任务的管理，相应的设置一运动任务列表，按照列表顺序依次执行运动任务。

对于运动任务列表，其执行顺序有多种情况，可对运动任务设置优先级，优先级高的先执行；也可采取先进先出的方式，先写入的运动任务先执行；或后进先出的方式，后写入的运动任务先执行。具体来说，本实施方式中，对于预先编排的运动任务采用先进先出的方式，对于用户临时输入和机器人自主思考生成的运动命令，则对其设置最高优先级，即使其在预先编排的运动任务前执行。

而合并条件的设定是为了保证机器人的运动能够更加顺畅，因此本实施方式中将合并条件设定为运动方向一致。即本步骤S101中判断至少两个运动任务的所对应的运动方向是否一致，若运动方向一致，则认为满足合并条件。

若本步骤S101中判断结果为满足合并条件，则进入步骤102。

S102：将至少两个运动任务合并为一个新的运动任务。

S103：控制机器人执行新的运动任务。

步骤S102中将满足合并条件的至少两个运动任务合并为一个新的运动任务。本实施方式中，至少两运动任务对应的运动方向一致，即在机器人完成第一个运动任务后，机器人执行第二个运动任务，需要在当前运动方向上继续运动。在此将二者合并为一个新的运动任务，因此步骤S103中，机器人在执行该新的运动任务时，避免了两个运动任务执行之间的延时停顿，能够使得机器人运动更为流畅。

本实施方式控制方法将至少两个运动任务合并为一个新的运动任务，减少了多个运动任务造成的多次停顿，使得机器人的运动更为流畅。本发明的控制方法可以是在机器人未开始执行运动任务时即对运动任务进行合并，也可以在机器人正在执行运动任务时，对运动任务进行合并。

对于在机器人正在执行运动任务时，对运动任务实时合并，保证机器人运动的流畅。具体请参阅图2，图2是本发明机器人的运动控制方法第二实施方式的流程示意图，本实施方式控制方法包括以下步骤。

S201：判断当前执行的运动任务与下一个待执行的运动任务是否满足合并条件。

同样，本实施方式中可判断当前执行的运动任务和下一个待执行的运动任务所对应的运动方向是否一致，若一致，则认为满足合并条件，进入步骤S202。

此外，在本步骤S201中，若不满足合并条件，则不作合并，在机器人执行上述下一个待执行的运动任务时，再作判断。

S202：将下一个待执行的运动任务合并到当前执行的运动任务。

本步骤S202即对当前执行的运动任务进行实时更新，而机器人当前所执行的是更新后的运动任务。

具体来说，本步骤S202中包括以下两种合并方式。

第一种方式：首先分析机器人当前的运动状态，当前所执行的运动任务完成情况。具体计算当前执行的运动任务的目标行程与已运动行程之间的差值，进而获得未完成行程。然后将未完成行程与下一个待执行的运动任务的目标行程进行累加。

第二种方式：将未完成行程替换成下一个待执行的运动任务的目标行程。

以直行运动为例，若当前所执行的运动任务的目标行程为X方向移动1m，下一个待执行的运动任务的目标行程为X方向移动1m。机器人当前完成了0.4m，即已运动行程为X方向移动0.4m，因此获得未完成行程为X方向移动0.6m。

以第一种方式进行累加后，即将下一个待执行的运动任务合并到当前执行的运动任务，更新后当前执行的运动任务的目标行程则为X方向移动1.6m。整体来看，机器人可在X方向上流畅的移动2m。

以第二中方式进行替换后，即将下一个待执行的运动任务合并到当前执行的运动任务，更新后当前执行的运动任务的目标行程则为X方向移动1m。整体来看，机器人可在X方向上流畅的移动1.4m。

S203：删除下一个待执行的运动任务。

由于已将下一个待执行的运动任务合并到当前的运动任务中，因此在本步骤S203中删除下一个待执行的运动任务。

本实施方式控制方法能够在机器人执行运动任务时，对运动任务实时合并，保证机器人运动的流畅性。

上述控制方法对机器人运动进行控制的应用中，通常利用一段可执行程序来表示其逻辑过程，即控制方法的各个步骤。并基于硬件设备构建软件系统，以运行该可执行程序，实现对机器人运动的控制。

本发明可执行程序存储于一计算机存储介质中，能够实现上述控制方法，包括控制方法第一实施方式和第二实施方式。例如，该可执行程序可实现以下步骤：

1、判断在执行顺序上相邻设置的至少两个运动任务是否满足合并条件；

2、若满足合并条件，则将至少两个运动任务合并为一个新的运动任务；

3、控制机器人执行新的运动任务。

对于软件系统，本发明机器人的运动控制系统构建了多个模块来实现上述运动控制方法。具体请参阅图3，图3是本发明机器人的运动控制系统一实施方式的结构示意图。本实施方式运动控制系统100包括判断模块11、合并模块12、控制模块13。

判断模块11用于判断在执行顺序上相邻设置的至少两个运动任务是否满足合并条件；在判断模块11判断相邻设置的至少两个运动任务满足合并条件时，合并模块12将至少两个运动任务合并为一个新的运动任务；控制模块13再控制机器人执行该新的运动任务。

上述判断模块11在判断至少两运动任务所对应的运动方向一致时，则认为满足合并条件。本实施方式运动控制系统100能够实现上述控制方法第一实施方式，具体不再赘述。

本实施方式运动控制系统100还可用于实现上述控制方法第二实施方式，具体来说，合并模块12中进一步包括计算单元121、处理单元122、删除单元123。

在判断模块11判断当前执行的运动任务与下一个待执行的运动任务满足合并条件时，计算单元121计算当前执行的运动任务的目标行程与已运动行程之间的差值，进而获得未完成行程。

处理单元122有两种处理方式，一是将未完成行程与下一个待执行的运动任务的目标行程进行累加；二是将未完成行程替换成下一个待执行的运动任务的目标行程。即处理单元122通过两种方式将下一个待执行的运动任务合并到当前执行的运动任务后。

将下一个待执行的运动任务合并到当前执行的运动任务中后，机器人无需再执行下一个待执行的运动任务，则通过删除单元123删除下一个待执行的运动任务。

对于硬件设备，请参阅图4，图4是图3所示本发明机器人的运动控制系统一实施方式的硬件结构示意图。运动控制系统100包括处理器21和存储器22。

其中，存储器22中保存有具有一定执行顺序的多个运动任务，处理器21从存储器22中获取运动任务，以控制机器人执行所获取的运动任务。在本发明中，处理器21对存储器22中的多个运动任务进行分析处理，以使得机器人在执行运动任务时进行的运动过程更为流畅。

具体来说，处理器21判断在执行顺序上相邻设置的至少两个运动任务是否满足合并条件，若满足合并条件，则将满足该合并条件的至少两个运动任务合并为一个新的运动任务；然后在控制机器人执行该新的运动任务。处理器21还可进一步实现上述控制方法，包括第一实施方式和第二实施方式。具体不再赘述。

本实施方式机器人运动控制系统100能够使得机器人的运动更为流畅。控制系统100与机器人控制连接的方式可参阅图5，图5是图3所示本发明机器人的运动控制系统一实施方式与机器人控制连接的结构示意图。

对于图5中的机器人200来说，其可能包括多个部位，例如头部、手部、躯干、脚部等，对应于机器人200的各个部位，通过伺服电机21，例如舵机等来实现其运动。例如脚部的移动，利用安装有舵机的运动底盘实现；手部的转动，利用舵机直接控制。

同样的，在机器人200上对应于多个部位设置有多个运动控制器22，运动控制器22可接收运动控制系统100发出的运动任务，从而控制伺服电机21工作以实现机器人200的运动。

运动控制系统100通过CAN总线300与运动控制器22连接，该运动控制系统100能够使得机器人200的运动更为流畅，具体不再赘述。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种机器人的运动控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

判断在执行顺序上相邻设置的至少两个运动任务是否满足合并条件；

若满足合并条件，则将所述至少两个运动任务合并为一个新的运动任务；

控制所述机器人执行所述新的运动任务。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述判断在执行顺序上相邻设置的至少两个运动任务是否满足合并条件的步骤包括：

判断所述至少两个运动任务所对应的运动方向是否一致；

若运动方向一致，则满足合并条件。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述判断在执行顺序上相邻设置的至少两个运动任务是否满足合并条件的步骤包括：

判断当前执行的运动任务与下一个待执行的运动任务是否满足合并条件；

所述若满足合并条件，则将所述至少两个运动任务合并为一个新的运动任务的步骤包括：

将所述下一个待执行的运动任务合并到所述当前执行的运动任务。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述将所述下一个待执行的运动任务合并到所述当前执行的运动任务的步骤包括：

计算所述当前执行的运动任务的目标行程与已运动行程之间的差值，进而获得未完成行程；

将所述未完成行程与所述下一个待执行的运动任务的目标行程进行累加，或者将所述未完成行程替换成所述下一个待执行的运动任务的目标行程。

5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述将所述下一个待执行的运动任务合并到所述当前执行的运动任务的步骤进一步包括：

删除所述下一个待执行的运动任务。

6.一种机器人的运动控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：

判断模块，用于判断在执行顺序上相邻设置的至少两个运动任务是否满足合并条件；

合并模块，用于在所述至少两个运动任务满足合并条件时，将所述至少两个运动任务合并为一个新的运动任务；

控制模块，用于控制所述机器人执行所述新的运动任务。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述判断模块进一步用于判断所述至少两个运动任务所对应的运动方向是否一致，若运动方向一致，则满足合并条件。

8.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述判断模块进一步用于判断当前执行的运动任务与下一个待执行的运动任务是否满足合并条件；

所述合并模块进一步用于在所述至少两个运动任务满足合并条件时，将下一个待执行的运动任务合并到所述当前执行的运动任务。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述合并模块包括：

计算单元，用于计算所述当前执行的运动任务的目标行程与已运动行程之间的差值，进而获得未完成行程；

处理单元，用于将所述未完成行程与所述下一个待执行的运动任务的目标行程进行累加，或者将所述未完成行程替换成所述下一个待执行的运动任务的目标行程。

10.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述合并模块包括删除单元，用于删除所述下一个待执行的运动任务。