[发明专利]机器人的预测控制方法及相关控制系统

权利要求书

1.一种与人类操作员协作的至少一个协作机器人的控制方法，所述方法通过包括检测装置、存储器和微处理器控制单元的控制系统来实现，所述检测装置用于在操作员在工作空间中移动时检测操作员的身体或手的位置，所述微处理器控制单元用于处理存储在存储器中的数据并控制协作机器人的运动，所述方法包括以下步骤：

在所述工作空间的不同分区中检测操作员的身体或手的位置；

以有序的方式存储人类操作员在执行任务时依次占用的工作空间的占用分区的第一标识数据，以及在所述工作空间的占用分区中的各个持久时间的第二标识数据，以有序的方式存储的所述第一数据限定由人类操作员逐步占用的工作分区的顺序；

在所述序列的每个步处，计算在工作空间的通用第一分区“a”中的人类操作员来自从当前占用的通用第三分区“k₀”开始在所述顺序中向后退“i”个数量的步而先前占用的工作空间的第二分区“k_i”的相应第一转移概率分布P(A_k+1＝a|A_k-i＝k_i)；

在所述序列的每个步处，以在所述顺序的从1到n的先前步中，人类操作员分别占用工作分区k₁，...，k_n为条件，估计所述第一分区“a”中的所述人类操作员来自当前占用的第三分区“k₀”的相应的第二转移概率分布P(A_k+1＝a|A_k＝k₀,...,A_k-n＝k_n)为在所述序列的每个步中估计的转移概率分布P(A_k+1＝a|A_k-i＝k_i)的线性组合，并用相应实正参数λ_i加权，λ_i被确定为使得

根据所述第二转移概率分布P(A_k+1＝a|A_k＝k₀,...,A_k-n＝k_n)估计所述通用第一分区“a”来自当前占用的所述通用第三分区“k₀”的占用概率分布

确定所述参数的值λ_i，以使所述占用概率分布与由所述人类操作员逐步占用的所述连续工作分区检测到的有效占用概率分布X_k+1之间的标准差最小化；

基于所述存储的持久时间，估计人类操作员从当前占用的第三分区“k₀”到所述第一分区“a”中的未来到达时间；

根据所述估计的概率分布和所述估计的到达时间来控制机器人，以便与人类操作员向所述第一分区“a”的转移同步地使机器人在所述第一分区“a”中移动。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过以下操作来估计所述未来到达时间：

识别从当前占用的第三分区“k₀”到所述第一分区“a”的工作分区之间的连续的转移；

对于所述连续的转移的每个连续的转移，计算其发生的相应概率，并将到达所述第一分区“a”的相应等待时间计算为考虑的连续的转移的工作分区中的所述持久时间的总和；

根据其发生的相应概率和所述持久时间的总和估计每个转移序列的所述未来到达时间。

3.根据权利要求2所述的方法，包括以下操作：

丢弃其从当前时刻开始的相应等待时间超过最大值ΔT的转移序列；

丢弃其相应发生概率小于最小值ε的转移序列。

4.一种可加载到微处理器单元的存储器中的计算机程序，包括软件代码，用于当程序由微处理器单元运行时使微处理器单元执行如权利要求1至3中任一项所述的方法的操作。

5.一种与人类操作员协作的至少一个协作机器人的控制系统，包括：

检测装置，用于在人类操作员在工作空间中移动时检测人类操作员或他的手的身体位置，

存储器，

微处理器控制单元，用于处理存储在存储器中的数据并控制协作机器人的运动，

其特征在于，权利要求4的计算机程序被加载在所述微处理器控制单元中，用于通过执行权利要求1至3中一项所述的方法来控制协作机器人的运动。