[发明专利]虚拟机器人底座

说明书

一种用于在物理环境中执行交互的系统，包括：机器人底座；相对于环境移动机器人底座的机器人底座致动器；被安装到机器人底座上的机器人臂，机器人臂包括被安装在机器人臂上的末端执行器；和测量指示被安装在机器人底座上的目标的定位的跟踪目标定位的跟踪系统。控制系统获取末端执行器目的地的指示，至少部分地使用来自跟踪系统的信号来确定跟踪目标定位，确定相对于机器人底座偏移的虚拟机器人底座定位，并计算从虚拟机器人底座定位延伸到末端执行器目的地的机器人底座路径，使用此来控制机器人底座致动器以使机器人底座沿着机器人底座路径移动。

发明背景

本发明涉及用于在物理环境中执行交互的系统和方法，并且在一个特定示例中，涉及用于使用用于控制机器人底座致动器的虚拟机器人底座的系统和方法。

现有技术的描述

在本说明书中对任何现有的出版物(或来源于其的信息)或对已知的任何内容的提及不被视为并且不应被视为对现有的出版物(或来源于其的信息)或已知的内容形成本说明书涉及的奋斗领域中的公知常识的一部分的承认或允许或任何形式的暗示。

已知提供了其中安装在移动机器人底座上的机器人臂用于在物理环境中执行交互的系统。例如，WO 2007/076581描述了一种用于由多个砖块建造建筑物的自动砌砖系统，其包括设置有砌砖和粘合剂施加头的机器人、测量系统和向机器人提供控制数据以在预定位置处铺设砖块的控制器。测量系统实时测量头部的定位，并为控制器产生定位数据。控制器基于定位数据和头部的预定或预编程定位之间的比较产生控制数据，以在关于建造中的建筑物的预定定位处铺设砖块。控制器可以控制机器人以逐层方式建造建筑物，其中砖块顺序地铺设在它们相应的预定定位处，并且其中在为下一层铺设砖块之前，为整个建筑物铺设完整一层的砖块。

WO 2007/076581中描述的布置在解决与长吊臂由于重力、风、末端执行器的运动和吊臂的运动而偏转相关联的问题方面取得了很大进展。然而，即使采用WO 2007/076581中描述的布置，特别是当与机器人的底座和末端执行器的距离增加时，末端执行器的定位误差仍然会发生。

发明概述

在一个宽泛的形式中，本发明的一个方面寻求提供一种用于在物理环境中执行交互的系统，所述系统包括：机器人底座；机器人底座致动器，所述机器人底座致动器使所述机器人底座相对于所述环境移动；机器人臂，所述机器人臂被安装到所述机器人底座，所述机器人臂包括被安装在所述机器人臂上的末端执行器；跟踪系统，所述跟踪系统测量指示目标相对于所述环境的定位的跟踪目标定位，所述目标被安装在所述机器人底座上；和，控制系统，所述控制系统：获取相对于环境坐标系定义的末端执行器目的地的指示；至少部分地使用来自所述跟踪系统的信号来确定跟踪目标定位；确定相对于所述机器人底座偏移的并且至少部分地根据末端执行器定位定义的虚拟机器人底座定位；计算从所述虚拟机器人底座定位延伸到所述末端执行器目的地的机器人底座路径；基于所述机器人底座路径生成机器人底座控制信号；和，向所述机器人底座致动器施加所述机器人底座控制信号以使所述机器人底座沿着所述机器人底座路径移动。

在一个实施例中，所述虚拟机器人底座定位与基准末端执行器定位一致，所述基准末端执行器定位是以下中至少一个：操作定位，所述操作定位指示在所述环境中执行交互时所述末端执行器的定位；操作前定位，所述操作前定位指示在所述环境中开始交互之前所述末端执行器的定位；和，默认定位，所述默认定位指示在所述环境中执行交互之后所述末端执行器的定位。

在一个实施例中，所述机器人底座致动器包括被安装到吊臂底座的吊臂，并且所述机器人底座包括被安装到吊臂的头部。

在一个实施例中，所述吊臂附接到交通工具，并且其中，所述虚拟机器人底座定位偏离所述机器人底座并且至少部分地根据末端执行器定位来定义，以允许所述交通工具被设置在相对于环境的不同定位中。