发明专利技术涉及用于利用通过无线网络传送的修改的控制命令来控制机器人装置（50）的方法，其中机器人装置（50）包括多个关节（53），其中每个关节表示机器人装置的一个自由度，方法包括在轨迹修改实体（100）处：确定无线网络（30）的负载；从机器人控制实体（70）接收控制机器人装置（50）的规划轨迹的多个控制命令，控制命令中的每一个被配置成控制被多个控制命令处理的第一数量的自由度中的一个自由度；基于确定的负载来为修改的控制命令确定比第一数量小的自由度的缩减数量；基于缩减数量的自由度来确定修改的控制命令，其中修改的控制命令处理有限数量的自由度，自由度的有限数量不高于自由度的缩减数量；将修改的控制命令而不是接收的多个控制命令传送到机器人装置（50）。个控制命令传送到机器人装置（50）。个控制命令传送到机器人装置（50）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过无线网络控制机器人装置
[0001]本申请涉及用于由轨迹修改实体通过无线网络控制机器人装置的方法并且涉及相应的轨迹修改实体。此外，提供了计算机程序和包括计算机程序的载体。
技术介绍
[0002]5G网络被设计成处置工业应用的要求，当前在使用着的用例和工业协议仍将会给无线设备设计师和运营商提供要应对的挑战。
[0003]在无线传输中，始终存在有资源限制，例如，无线频谱和合理的资源分配始终是要解决的有效问题。在这个上下文中提出的一个问题是，通过24/7全天候提供所需的网络特性来经由无线成功地操作机器人单元的远程控制是否是唯一的方式或者在系统的一些操作阶段放宽要求从而像在客户移动宽带中那样在工业应用中引入一定程度的QoE
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意识是可能的吗在过去几年中，已经存在有来自客户的对于制造工业提供越来越多的定制产品的日益增长的需求。个性化生产是制造商开始利用使能提高例如生产线的灵活性的新技术的关键动机之一。通过支持生产线的快速重新配置以及容易的应用开发，通常需要高灵活性来实现有成本效益的且定制的生产。
[0004]需要在技术上满足多方面的要求：
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低能耗致动器；
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致动器的具有电池能力的操作；
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本地控制器中的一些嵌入式智能；
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用于闭环控制的快速无线连接；
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能够进行任何种类的IoT和实时通信。
[0005]如果需要完全自包含的机器人模块，则它还应当被内部电池自推进并且经由无线接入被远程控制。
[0006]电池技术的进步可以提供第一种，而即将到来的5G支持后者。这样的无线技术在制造业中的应用使能例如减少工厂中的敷设线缆。无线缆通信是例如在叶片的铣削期间的喷气发动机制造的、利用依赖于有线连接的生产系统难以实现的许多应用的真正使能器。
[0007]有人可能会争辩说，通过由工业级臂提供的模块化机器人难以满足相同的要求。工业机器人具有许多度量标准和可测量特性，这将会对机器人在它的任务的执行期间的鲁棒性有直接的影响。主要的可测量特性是可重复性和精度。简而言之，机器人的可重复性可被定义为它的实现相同任务的重复的能力。精度是请求的任务和实现的任务（即由机器人实际完成的任务）之间的差异（即误差）。实际上，可重复性是反复不断地做相同的任务，而精度是每次都击中目标。
[0008]一个目标是具有在每次击中目标的同时可以重复其动作的机器人。在设计当前大批量生产装配线时，部署机器人来尽可能精确且最快地重复有限的一组任务以最大化生产率和最小化有缺陷的零件的数量。机器人的重新编程很少发生，例如以每周一次或每月一
次为基础，并且它花费长的时间，例如几天。此外，它是需要大量专业知识的艰巨任务。
[0009]工业中存在有旨在优化机器人单元的操作的许多方法。这样的优化的目的是最小化或者最大化下列目标函数中的至少一个：1）最小化执行时间，分别地最大化机器人生产率，考虑到致动器的元件的相对速度被建设性地限制；2）最小化执行所必需的能量消耗或机械功，导致致动器中和机器人结构上的机械应力的减少并且获得易于遵循的平滑轨迹；3）最小化操作机器人所需的最大功率；4）最小化最大致动力和力矩。所使用的最常见的优化标准是：最小时间轨迹规划；最小能量轨迹规划或最小致动力和最小冲击轨迹规划。经由无线的机器人单元的远程控制是上面的优化策略尚未遇到的新类型的挑战。关于轨迹规划，存在有各种优化策略。例如，节能轨迹规划。
[0010]存在有机器人模块的重要的联网方面。虽然可以将工业机器人臂作为一个实体来处理，即控制器发出包含用于所有关节的六个分量的向量的速度命令，但是模块化机器人不得不被一个接一个地处理。状态消息也会出现这个问题。虽然工业臂每8ms发出包含所有关节的位置、力、电流等的一个状态分组，但是模块一个接一个地发送相同的信息。
[0011]因此，存在能够通过无线网络有效地控制模块化机器人装置的需要。
[0012]通过独立权利要求的特征来满足这种需要。在从属权利要求中描述了另外的方面。
[0013]根据第一方面，提供了一种用于利用通过无线网络传送的修改的控制命令来控制机器人装置的方法，其中机器人装置包括多个关节并且其中每个关节表示机器人装置的第一数量的自由度中的一个自由度。轨迹修改实体确定无线网络的负载并且从机器人控制实体接收控制机器人装置的规划轨迹的多个控制命令。控制命令中的每一个被配置成控制第一数量的自由度中的一个自由度。此外，为修改的控制命令确定自由度的缩减数量，其中这个缩减数量小于第一数量并且基于无线网络的负载来确定缩减数量。另外，基于缩减数量的自由度来确定修改的控制命令，并且修改的控制命令处理有限数量的自由度，自由度的有限数量不高于自由度的缩减数量。修改的控制命令而不是所述多个控制命令然后被传送到机器人装置。
[0014]此外，提供了对应的轨迹修改实体，所述对应的轨迹修改实体包括存储器和至少一个处理单元，其中存储器包括可由至少一个处理单元执行的指令。轨迹修改实体操作用来如上面讨论的或者如下面进一步详细讨论的那样运行。
[0015]作为备选，提供了一种轨迹修改实体，所述轨迹修改实体被配置成利用通过无线网络传送的修改的控制命令来控制机器人装置。轨迹修改实体包括被配置成确定无线网络的负载的第一模块。轨迹修改实体的第二模块被配置成接收控制机器人装置的规划轨迹的多个控制命令。在这些控制命令中，控制命令中的每一个被配置成控制机器人装置的自由度中的一个自由度。第三模块被配置成基于确定的网络负载来为修改的控制命令确定比第一数量小的自由度的缩减数量。轨迹修改实体包括被配置成基于缩减数量的自由度来确定修改的控制命令的第四模块。在这里，修改的控制命令处理有限数量的自由度，自由度的有限数量不高于自由度的缩减数量。轨迹修改实体的第五模块被配置成将修改的控制命令传送到机器人装置。
[0016]利用建议的方法和实体，修改多个控制命令，使得节省无线电资源并且使得考虑到由无线网络提供的可用资源，可以通过无线网络传送控制命令。
[0017]另外，提供了一种包括程序代码的计算机程序，其中程序代码的执行促使至少一个处理单元执行如上面讨论的或者如下面进一步详细讨论的方法。
[0018]此外，提供一种包括计算机程序的载体，其中载体是电信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质中的一种。
[0019]要理解，在没有背离本专利技术的范围的情况下，上面提到的特征和下面还要解释的特征不仅可以被用在指示的相应组合中，而且可以被用在其他组合中或者被孤立地使用。除非另外明确提及，否则上面提到的方面的特征和下面描述的实施例可以在其他实施例中被彼此组合。
附图说明
[0020]在审阅以下详细的描述和图时，对于本领域技术人员来说，其他特征和优势将变得明显。
[0021]图1示出了包括被配置成修改通过无线网络传送到机器人装置的控制命令的轨迹修改实体的系统的示意性架构视图。
[0022]图本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于利用通过无线网络传送的修改的控制命令来控制机器人装置（50）的方法，其中，所述机器人装置（50）包括多个关节（53），其中，每个关节表示所述机器人装置的一个自由度，所述方法包括在轨迹修改实体（100）处：
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确定所述无线网络（30）的负载，
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从机器人控制实体（70）接收控制所述机器人装置（50）的规划轨迹的多个控制命令，所述控制命令中的每一个被配置成控制被所述多个控制命令处理的第一数量的自由度中的一个自由度，
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基于确定的负载来为所述修改的控制命令确定比所述第一数量小的自由度的缩减数量，
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基于所述缩减数量的自由度来确定所述修改的控制命令，其中，所述修改的控制命令处理有限数量的自由度，自由度的所述有限数量不高于自由度的所述缩减数量，
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将所述修改的控制命令而不是接收的多个控制命令传送到所述机器人装置（50）。2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述修改的控制命令包括：
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确定所述机器人装置（50）的多个不同的近似轨迹，每个近似轨迹基于所述第一数量的自由度的子组合，每个子组合具有至多所述缩减数量的自由度，
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基于所述接收的控制命令，考虑到所述第一数量的自由度而确定所述机器人装置的所述规划轨迹，
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基于所述规划轨迹与所述多个近似轨迹相比来确定所述修改的控制命令。3.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述修改的控制命令包括：
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确定所述不同的近似轨迹中的每一个和所述规划轨迹之间的差异，
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从所述多个近似轨迹当中选择具有与所述规划轨迹的最小差异的所述近似轨迹，
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选择具有所述最小差异的所述近似轨迹的所述自由度作为所述有限数量的自由度，
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选择导致具有所述最小差异的所述近似轨迹的所述控制命令作为所述修改的控制命令。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，确定所述多个不同的近似轨迹包括针对所述第一数量的自由度的所有可能的组合来确定所述近似轨迹，每个组合具有至多所述缩减数量的自由度。5.根据权利要求2至4中的任一项所述的方法，其中，从所述机器人装置接收状态消息，所述状态消息描述所述机器人装置的所述关节的当前位置，其中，基于所述接收的控制命令和接收的状态消息来确定所述机器人装置的所述规划轨迹。6.根据权利要求2至5中的任一项所述的方法，其中，确定所述近似轨迹包括针对所述第一数量的自由度的每个子组合来确定雅可比矩阵，每个雅可比矩阵包括至多所述缩减数量的自由度。7.根据权利要求2至6中的任一项所述的方法，其中，在笛卡尔空间中确定所述不同的近似轨迹和所述规划轨迹。8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在所述修改的控制命令中，每个控制命令包括用于来自所述多个关节的有限数量的关节中的一个关节的所述控制命令，所述有限数量的关节具有所述有限数量的自由度。9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，基于所述网络的所述负载，确定能
够通过所述无线网络（30）传送的自由度的数量并且能够通过所述无线网络（30）传送的自由度的数量对应于自由度的所述缩减数量。10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，进一步将所述规划轨迹分类进不同的质量等级，每个质量等级反映所述机器人装置必须遵循所述规划轨迹的精度，其中，当所述规划轨迹已经被分类成的所述质量等级具有比定义的阈值低的精度时，仅传送所述修改的控制命令，而不是所述接收的多个控制命令。11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，基于对所述多个控制命令执行的深度分组检查来确定由所述多个控制命令处理的自由度的所述第一数量。12.一种轨迹修改实体（100），被配置成利用通过无线网络传送的修改的控制命令来控制机器人装置，其中，所述机器人装置（50）包括多个关节（53），其中，每个关节表示所述机器人装置的第一数量的自由度中的一个自由度，...
【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：
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