一种仲裁规划系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种仲裁规划系统及方法，属于机器人控制技术领域。仲裁规划系统接收外部输入的计划指令并转换形成执行计划，同时仲裁规划系统接收传感系统发送的外在环境信息。仲裁规划系统将执行计划与外在环境信息进行冲突仲裁判断：若不产生冲突，则交由控制单元生成相应的控制指令并下发至机器人的控制系统，由控制系统控制机器人的各个可活动关节的电机单元执行；若产生冲突，则返回至仲裁规划系统并重新进行规划，重新规划的执行计划与原先的执行计划不同。上述技术方案的有益效果是：通过上述仲裁规划系统及其仲裁规划方法能够解决机器人计划动作与外在环境之间产生冲突时的仲裁问题，从而实现顺畅执行预定的执行计划，使得机器人能够完成既定动作，提升机器人的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种仲裁规划系统和方法
本专利技术涉及机器人控制
，尤其涉及一种仲裁规划系统和方法。
技术介绍
随着智能机器人技术的日趋发展，在人们的日常生活领域随处都可以看到智能机器人的身影，例如日常应用的家庭机器人以及在公共场合迎宾导航的迎宾机器人等。这类机器人主要由头部和躯干构成，其主要通过语音、图像以及移动等来和用户进行互动，因此这类型的机器人不需要搭载过多过长的机械臂和机械腿，也就不存在机械臂/机械腿在运动过程中与外界产生的冲突问题。除了应用于上述日常环境中，智能机器人也被逐渐应用到灾难救援等较为危险的场景来替代救援人员进行操作，从而降低救援人员的人员伤亡风险。在这类应用场景中，智能机器人需要具有一定长度和运动幅度的机械臂和机械腿来支持其进行移动、攀爬、清障以及其他排除危险的动作。由于灾难救援现场的场景地形非常复杂，智能机器人在执行上述动作的过程中，其计划动作极易与外在环境发生冲突，从而导致碰撞发生，或者导致机器人无法及时完成任务，对救援进度产生影响。现有技术中针对上述问题仍然没有较佳的冲突解决机制。
技术实现思路
根据现有技术中存在的上述问题，现提供一种仲裁规划系统和方法的技术方案，旨在解决机器人计划动作与外在环境之间产生冲突时的仲裁问题。上述技术方案具体包括：一种仲裁规划系统，应用于智能机器人；其中，所述智能机器人具有一机器人本体以及与所述机器人本体连接的指令下发装置，用户通过所述指令下发装置向所述机器人本体发送计划指令，所述计划指令用于指示所述机器人本体执行一预定的执行计划；所述机器人本体包括多个肢节刚体，以及多个连接相邻的所述肢节刚体的可活动关节，每个所述可活动关节分别连接一个电机单元，所述电机单元用于控制对应的所述可活动关节进行运动；所述机器人本体中包括一控制系统，所述控制系统分别连接每个所述电机单元，所述控制系统用于对所述电机单元进行控制，从而控制所述可活动关节进行运动；所述机器人本体中还包括一传感系统，所述传感系统中包括：一传感器模组，所述传感器模组设置在所述机器人本体上，用于检测并更新所述机器人本体当前所在的外在环境信息。所述仲裁规划系统设置于所述机器人本体内，并包括：指令接收单元，用于接收所述指令下发装置发送的所述计划指令；规划单元，连接所述指令接收单元，所述规划单元中包括预设的规划库，所述规划库中包括多个预定的所述执行计划，所述规划单元用于根据所述计划指令，于所述规划库中匹配得到所述执行计划并输出；仲裁单元，分别连接所述规划单元和所述传感系统，所述仲裁单元对所述传感器模组实时反馈的所述外在环境信息以及所述规划单元输出的所述执行计划进行冲突仲裁，并输出相应的冲突仲裁结果；控制单元，分别连接所述仲裁单元和所述控制系统，用于在所述冲突仲裁结果表示所述执行计划和当前的所述外在环境信息没有冲突时，根据所述执行计划输出对应的控制指令并下发至所述控制系统中，以供所述控制系统对各个所述电机单元进行控制；重新规划单元，分别连接所述仲裁单元和所述规划单元，用于在所述冲突仲裁结果表示所述执行计划和当前的所述外在环境信息产生冲突时，向所述规划单元发送一重新规划指令，所述规划单元根据所述重新规划指令，对所述计划指令进行重新匹配以重新规划得到所述执行计划。优选的，该仲裁规划系统，其中，所述指令接收单元还直接连接所述控制单元；所述指令接收单元中包括一强制指令接收模块，用于接收所述计划指令中的强制执行指令，所述强制指令中包含明确的所述执行计划；所述强制指令接收模块接收到所述强制执行指令后，将所述强制执行指令直接发送至所述控制单元；所述控制单元以最高优先级执行所述强制执行指令中所包含的所述执行计划。优选的，该仲裁规划系统，其中，还包括一指令生成单元，分别连接所述规划单元和所述传感系统，用于根据所述传感器模组实时反馈的所述外在环境信息生成一可由所述智能机器人自动执行的自动执行指令，以供所述规划单元匹配得到一对应于所述自动执行指令的所述执行计划；所述规划单元中包括一冲突裁决模块，用于在对应于所述自动执行指令的所述执行计划和对应于所述计划指令的所述执行计划相冲突时，选择对应于所述计划指令的所述执行计划并输出至所述仲裁单元。优选的，该仲裁规划系统，其中，所述规划库中预先保存的每个所述执行计划分别对应于多个执行轨迹，每个所述执行轨迹对应于所述智能机器人的一系列连贯的执行动作；则所述规划单元中包括：网络信息规划模块，用于根据所述计划指令匹配得到对应的所述执行计划中的所有所述执行轨迹；选择模块，连接所述网络信息规划模块，用于从所述网络信息规划模块输出的所有所述执行轨迹中选择其中一个包含在所述执行计划中并输出。优选的，该仲裁规划系统，其中，于预设的所述规划库中，每个所述执行轨迹中的每个所述执行动作分别通过至少一个所述可活动关节的运动实现；每个所述执行轨迹分别通过按照预设顺序依次连续执行的多个所述执行动作来实现；每个所述执行轨迹分别对应于至少一个所述预设顺序；则当所述规划单元根据所述重新规划指令对所述计划指令重新进行规划时，所述规划单元通过变换所述预设顺序来重新匹配获得所述执行计划并输出。优选的，该仲裁规划系统，其中，于预设的所述规划库中，每个所述执行轨迹中的每个所述执行动作分别通过至少一个所述可活动关节的运动实现；每个所述执行轨迹分别通过按照预设顺序依次连续执行的多个所述执行动作中的至少一个来实现；每个所述执行轨迹分别对应于至少一个所述预设顺序；则当所述规划单元根据所述重新规划指令对所述计划指令重新进行规划时，所述规划单元通过变换所述预设顺序和/或变换参与所述执行轨迹的所述执行动作来重新匹配获得所述执行计划并输出。优选的，该仲裁规划系统，其中，所述控制单元具体包括：控制选择模块，用于根据所述执行计划，选中相关联的多个所述可活动关节；轨迹生成模块，连接所述控制选择模块，用于根据所述执行计划，分别针对被选中的每个所述可活动关节处理得到相应的关节运动轨迹；所述控制单元根据被选中的所述可活动关节以及每个所述可活动关节的所述关节运动轨迹，向所述控制系统下发所述控制指令。优选的，该仲裁规划系统，其中，每个所述执行计划具有预定的多个执行动作，每个所述执行动作分别通过至少一个所述可活动关节的运动实现；每个所述执行计划分别通过按照预设顺序依次连续执行的多个所述执行动作中的至少一个来实现；所述轨迹生成模块中预设有对应于每个所述执行动作中的每个所述可活动关节的标准轨迹，所述轨迹生成模块根据所述执行计划对预设的所述标准轨迹进行匹配，并根据所述匹配结果生成所述关节运动轨迹。优选的，该仲裁规划系统，其中，所述传感系统中还包括：多个传感器单元，每个所述传感器单元分别设置在对应的一个所述可活动关节上，并用于检测所述可活动关节的运动状态；所述控制单元还包括：反应反馈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仲裁规划系统，应用于智能机器人；其特征在于，所述智能机器人具有一机器人本体以及与所述机器人本体连接的指令下发装置，用户通过所述指令下发装置向所述机器人本体发送计划指令，所述计划指令用于指示所述机器人本体执行一预定的执行计划；/n所述机器人本体包括多个肢节刚体，以及多个连接相邻的所述肢节刚体的可活动关节，每个所述可活动关节分别连接一个电机单元，所述电机单元用于控制对应的所述可活动关节进行运动；/n所述机器人本体中包括一控制系统，所述控制系统分别连接每个所述电机单元，所述控制系统用于对所述电机单元进行控制，从而控制所述可活动关节进行运动；/n所述机器人本体中还包括一传感系统，所述传感系统中包括：/n一传感器模组，所述传感器模组设置在所述机器人本体上，用于检测并更新所述机器人本体当前所在的外在环境信息。/n所述仲裁规划系统设置于所述机器人本体内，并包括：/n指令接收单元，用于接收所述指令下发装置发送的所述计划指令；/n规划单元，连接所述指令接收单元，所述规划单元中包括预设的规划库，所述规划库中包括多个预定的所述执行计划，所述规划单元用于根据所述计划指令，于所述规划库中匹配得到所述执行计划并输出；/n仲裁单元，分别连接所述规划单元和所述传感系统，所述仲裁单元对所述传感器模组实时反馈的所述外在环境信息以及所述规划单元输出的所述执行计划进行冲突仲裁，并输出相应的冲突仲裁结果；/n控制单元，分别连接所述仲裁单元和所述控制系统，用于在所述冲突仲裁结果表示所述执行计划和当前的所述外在环境信息没有冲突时，根据所述执行计划输出对应的控制指令并下发至所述控制系统中，以供所述控制系统对各个所述电机单元进行控制；/n重新规划单元，分别连接所述仲裁单元和所述规划单元，用于在所述冲突仲裁结果表示所述执行计划和当前的所述外在环境信息产生冲突时，向所述规划单元发送一重新规划指令，所述规划单元根据所述重新规划指令，对所述计划指令进行重新匹配以重新规划得到所述执行计划。/n...

【技术特征摘要】
1.一种仲裁规划系统，应用于智能机器人；其特征在于，所述智能机器人具有一机器人本体以及与所述机器人本体连接的指令下发装置，用户通过所述指令下发装置向所述机器人本体发送计划指令，所述计划指令用于指示所述机器人本体执行一预定的执行计划；
所述机器人本体包括多个肢节刚体，以及多个连接相邻的所述肢节刚体的可活动关节，每个所述可活动关节分别连接一个电机单元，所述电机单元用于控制对应的所述可活动关节进行运动；
所述机器人本体中包括一控制系统，所述控制系统分别连接每个所述电机单元，所述控制系统用于对所述电机单元进行控制，从而控制所述可活动关节进行运动；
所述机器人本体中还包括一传感系统，所述传感系统中包括：
一传感器模组，所述传感器模组设置在所述机器人本体上，用于检测并更新所述机器人本体当前所在的外在环境信息。
所述仲裁规划系统设置于所述机器人本体内，并包括：
指令接收单元，用于接收所述指令下发装置发送的所述计划指令；
规划单元，连接所述指令接收单元，所述规划单元中包括预设的规划库，所述规划库中包括多个预定的所述执行计划，所述规划单元用于根据所述计划指令，于所述规划库中匹配得到所述执行计划并输出；
仲裁单元，分别连接所述规划单元和所述传感系统，所述仲裁单元对所述传感器模组实时反馈的所述外在环境信息以及所述规划单元输出的所述执行计划进行冲突仲裁，并输出相应的冲突仲裁结果；
控制单元，分别连接所述仲裁单元和所述控制系统，用于在所述冲突仲裁结果表示所述执行计划和当前的所述外在环境信息没有冲突时，根据所述执行计划输出对应的控制指令并下发至所述控制系统中，以供所述控制系统对各个所述电机单元进行控制；
重新规划单元，分别连接所述仲裁单元和所述规划单元，用于在所述冲突仲裁结果表示所述执行计划和当前的所述外在环境信息产生冲突时，向所述规划单元发送一重新规划指令，所述规划单元根据所述重新规划指令，对所述计划指令进行重新匹配以重新规划得到所述执行计划。


2.如权利要求1所述的仲裁规划系统，其特征在于，所述指令接收单元还直接连接所述控制单元；
所述指令接收单元中包括一强制指令接收模块，用于接收所述计划指令中的强制执行指令，所述强制指令中包含明确的所述执行计划；
所述强制指令接收模块接收到所述强制执行指令后，将所述强制执行指令直接发送至所述控制单元；
所述控制单元以最高优先级执行所述强制执行指令中所包含的所述执行计划。


3.如权利要求1所述的仲裁规划系统，其特征在于，还包括一指令生成单元，分别连接所述规划单元和所述传感系统，用于根据所述传感器模组实时反馈的所述外在环境信息生成一可由所述智能机器人自动执行的自动执行指令，以供所述规划单元匹配得到一对应于所述自动执行指令的所述执行计划；
所述规划单元中包括一冲突裁决模块，用于在对应于所述自动执行指令的所述执行计划和对应于所述计划指令的所述执行计划相冲突时，选择对应于所述计划指令的所述执行计划并输出至所述仲裁单元。


4.如权利要求1所述的仲裁规划系统，其特征在于，所述规划库中预先保存的每个所述执行计划分别对应于多个执行轨迹，每个所述执行轨迹对应于所述智能机器人的一系列连贯的执行动作；
则所述规划单元中包括：
网络信息规划模块，用于根据所述计划指令匹配得到对应的所述执行计划中的所有所述执行轨迹；
选择模块，连接所述网络信息规划模块，用于从所述网络信息规划模块输出的所有所述执行轨迹中选择其中一个包含在所述执行计划中并输出。


5.如权利要求4所述的仲裁规划系统，其特征在于，于预设的所述规划库中，每个所述执行...

【专利技术属性】
技术研发人员：史超，
申请(专利权)人：深圳国信泰富科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44