本发明实施例涉及人工智能技术领域,尤其涉及一种机器人控制系统和方法。
背景技术:
随着机器人的功能以及应用领域的不断扩展,在工业工程等领域利用机器人协助或取代人工执行相应工作(例如建筑领域中的地砖铺贴、外墙喷涂以及混凝土天花打磨等)已经越来越多的被应用到实践中。
在使用机器人进行施工作业时,通常需要将相应场地三维模型信息传递给机器人,以使机器人能够获取场地三维模型信息、施工作业路径等数据。但是,目前场地三维模型信息和机器人施工往往不能做到实时同步。
技术实现要素:
本发明提供一种机器人控制系统和方法,达到了在机器人施工的过程中,施工场地三维信息模型能够与机器人施工进度实时同步的效果。
第一方面,本发明实施例提供了一种机器人控制系统,所述系统包括工业机器人和控制模块,所述工业机器人与所述控制模块通信连接,其中,
所述控制模块用于向所述工业机器人实时发送与施工场地相对应的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令;
所述工业机器人用于实时接收所述控制模块发送的所述第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令,并根据所述第一三维信息模型和第一施工路径,执行所述第一施工指令;
在执行所述施工指令的过程中,所述工业机器人用于向所述控制模块实时发送与施工相关的第一机器人信息和第一施工场地信息;
所述控制模块用于实时接收所述第一机器人信息和第一施工场地信息,并根据所述第一机器人信息和第一施工场地信息,对所述第一三维信息模型、所述第一施工路径和第一施工指令进行更新,得到第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,并将所述第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,作为所述第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令实时发送给所述工业机器人。
第二方面,本发明实施例还提供了一种机器人控制方法,所述方法由本发明任一实施例所述的机器人控制系统执行,所述方法包括:
控制模块向所述工业机器人实时发送与施工场地相对应的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令;
所述工业机器人实时接收所述控制模块发送的所述第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令,并根据所述第一三维信息模型和第一施工路径,执行所述第一施工指令;
在执行所述施工指令的过程中,所述工业机器人向所述控制模块实时发送与施工相关的第一机器人信息和第一施工场地信息;
所述控制模块实时接收所述第一机器人信息和第一施工场地信息,并根据所述第一机器人信息和第一施工场地信息,对所述第一三维信息模型、所述第一施工路径和第一施工指令进行更新,得到第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,并将所述第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,作为所述第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令实时发送给所述工业机器人。
本发明实施例通过控制模块向工业机器人实时发送与施工场地相对应的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令;通过工业机器人实时接收控制模块发送的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令,并根据第一三维信息模型和第一施工路径,执行第一施工指令;在执行施工指令的过程中,通过工业机器人向控制模块实时发送与施工相关的第一机器人信息和第一施工场地信息;通过控制模块实时接收第一机器人信息和第一施工场地信息,并根据第一机器人信息和第一施工场地信息,对第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令进行更新,得到第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,并将第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,作为第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令实时发送给工业机器人,达到了在机器人施工的过程中,施工场地三维信息模型能够与机器人施工进度实时同步的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a是本发明实施例一中的一种机器人控制系统的结构示意图;
图1b为本发明实施例一中的另一种机器人控制系统的结构示意图;
图2是本发明实施例二中的一种机器人控制系统的结构示意图;
图3是本发明实施例三中的一种机器人控制方法的交互流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1a为本发明实施例一提供的一种机器人控制系统的结构示意图,如图1a所示,该机器人控制系统可以包括工业机器人110和控制模块120,工业机器人110与控制模块120通信连接,其中,
控制模块120用于向工业机器人110实时发送与施工场地相对应的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令。
其中,工业机器人110为工业技术领域中能够实现某种特定功能的机器人,优选的,工业机器人110可以是建筑机器人、机械加工机器人或者搬运机器人等。示例性的,建筑机器人可以包括砌砖机器人、抹灰机器人、布线机器人、混凝土天花打磨机器人、地砖铺贴机器人、外墙喷涂机器人、墙纸铺贴机器人、打胶机器人以及更换电池机器人等。施工场地为工业机器人110执行相应特定功能时所处的施工环境,对于建筑机器人而言,其对应的施工场地优选可以是建筑工地,对于机械加工机器人,其对应的施工场地优选可以是机械加工厂房等。可以理解的是,一个施工场地内可以包括各种类型,且数量不一的工业机器人。
本实施例中,三维信息模型是在计算机中建立的虚拟模型,通过集成工程对象相关信息,连接项目生命期不同阶段的数据、过程和资源,模拟在真实世界中的状态和变化,为工程项目各参与方提供一个工程信息交换和共享平台。示例性的,三维信息模型可以包括bim模型(buildinginformationmodeling,建筑信息模型)。施工路径可以是工业机器人110施工时所经过的区域,施工指令可以是到达某个特定位置停止施工,到达某个特定位置开始施工,例如到达a位置开始砌砖,到达b位置开始喷涂,到达c位置停止施工等。
在工业机器人110施工的过程中,控制模块120优选可以持续向工业机器人110发送第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令。示例性的,控制模块120可以每隔预设时间段向工业机器人110发送第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令,其中,预设时间段可以是3s。可以理解的是,随着施工的不断进行,控制模块120会持续更新第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令,因此,不同时段发送的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令优选可以不同。
工业机器人110用于实时接收控制模块120发送的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令,并根据第一三维信息模型和第一施工路径,执行第一施工指令。
工业机器人110持续接收控制模块120发送的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令,并根据第一三维信息模型和第一施工路径,在实际场地中沿第一施工路径执行第一施工指令。可以理解的是,控制模块120每发送一次第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令,工业机器人110即可接收一次第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令。
示例性的,工业机器人110为建筑机器人中的外墙喷涂机器人,外墙喷涂机器人接收到控制模块120发送的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令分别为当前施工场地对应的bim模型、从当前位置直行100m之后右转,继续直行50m以及沿第一施工路径前进,到达目的地后停止前进,喷涂外墙50m2,外墙喷涂机器人根据当前施工场地对应的bim模型,从当前位置直行100m之后右转,继续直行50m后停止前进,开始执行喷涂外墙的操作,直至喷涂面积达到50m2,最终完成该次施工操作。
在执行施工指令的过程中,工业机器人110用于向控制模块120实时发送与施工相关的第一机器人信息和第一施工场地信息。
在执行施工指令的过程中,工业机器人110可以持续向控制模块120发送与施工相关的第一机器人信息和第一施工场地信息。示例性的,工业机器人110可以每隔预设时间段向控制模块120发送第一机器人信息和第一施工场地信息,其中,预设时间段可以是3s。可以理解的是,随着施工指令的不断执行,工业机器人110对应的第一机器人信息和施工场地对应的第一施工场地信息会持续更新,因此,工业机器人110在不同时段发送的第一机器人信息和第一施工场地信息优选可以不同。
优选的,工业机器人110可以通过2g、3g、4g、5g、wlan、蓝牙、zigbee等通信协议和网络接入方法向控制模块120实时发送与施工相关的第一机器人信息和第一施工场地信息,也可以通过传感器向控制模块120实时发送与施工相关的第一机器人信息和第一施工场地信息,本实施例不作特殊限定。
仍以上述工业机器人110为建筑机器人中的外墙喷涂机器人,外墙喷涂机器人接收到控制模块120发送的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令分别为当前施工场地对应的bim模型、从当前位置直行100m之后右转,继续直行50m以及沿第一施工路径前进,到达目的地后停止前进,喷涂外墙50m2为例,对上述工业机器人110所执行的操作进行具体说明:
在外墙喷涂机器人执行上述施工指令的过程中,会每隔3s向控制模块120发送与施工相关的第一机器人信息和第一施工场地信息。在外墙喷涂机器人执行从当前位置直行100m之后右转,继续直行50m的指令时,第一机器人信息可以包括外墙喷涂机器人的唯一身份编号pt005、机器人的形状为正六面体、机器人的体积为1m3、机器人的电池电量99%、移动速度为1m/s、运动状态为直行等,第一施工场地信息优选与上一次发送的施工场地信息相同(即施工场地没有发生任何变化)。在外墙喷涂机器人执行喷涂外墙50m2的指令时,第一机器人信息可以包括外墙喷涂机器人的唯一身份编号pt005、机器人的形状为正六面体、机器人的体积为1m3、移动速度为0m/s、运动状态为喷涂目标外墙、运动方向为正对目标外墙等,第一施工场地信息可以包括目标外墙完成喷涂10m2(即施工场地在原来的基础上,增加了10m2的外墙喷涂)等。
控制模块120用于实时接收第一机器人信息和第一施工场地信息,并根据第一机器人信息和第一施工场地信息,对第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令进行更新,得到第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,并将第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,作为第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令实时发送给工业机器人110。
优选的,工业机器人110和控制模块120之间可以使用mqtt(messagequeuingtelemetrytransport,消息队列遥测传输)协议进行通信,并且数据传输格式为json格式。
控制模块120持续接收工业机器人110每隔预设时间段发送的第一机器人信息和第一施工场地信息,并将持续接收到的第一机器人信息和第一施工场地信息持久化存储在相应的数据库中,以便后续利用。在接收到第一机器人信息和第一施工场地信息之后,利用第一机器人信息和第一施工场地信息对第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令进行更新,得到更新后的第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令。之后控制模块120将第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令作为第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令再发送给工业机器人110,以指导工业机器人执行后续操作。上述控制模块以及工业机器人所执行的操作,实质为实时更新的循环操作过程。
示例性的,在控制模块120接收到的第一机器人信息包括外墙喷涂机器人的唯一身份编号pt005、机器人的形状为正六面体、机器人的体积为1m3、移动速度为0m/s、运动状态为喷涂目标外墙、运动方向为正对目标外墙等,第一施工场地信息包括目标外墙完成喷涂10m2之后,可以将目标外墙完成喷涂10m2的信息更新到bim模型中,并确定外墙喷涂机器人完成后续目标外墙喷涂40m2所需要的第一施工路径和第一施工指令,例如第一施工路径可以是向右平行移动2m,第一施工指令可以是从当前位置向右平行移动2m,到达目的地后停止移动,喷涂外墙40m2。之后控制模块120将更新后的bim模型、第一施工路径向右平行移动2m,第一施工指令从当前位置向右平行移动2m,到达目的地后停止移动,喷涂外墙40m2发送给外墙喷涂机器人。
本实施例提供的机器人控制系统,通过控制模块向工业机器人实时发送与施工场地相对应的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令;通过工业机器人实时接收控制模块发送的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令,并根据第一三维信息模型和第一施工路径,执行第一施工指令;在执行施工指令的过程中,通过工业机器人向控制模块实时发送与施工相关的第一机器人信息和第一施工场地信息;通过控制模块实时接收第一机器人信息和第一施工场地信息,并根据第一机器人信息和第一施工场地信息,对第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令进行更新,得到第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,并将第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,作为第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令实时发送给工业机器人,达到了在机器人施工的过程中,施工场地三维信息模型能够与机器人施工进度实时同步的效果。
图1b为本发明实施例一提供的另一种机器人控制系统的结构示意图,如图1b所示,在上述各实施例的基础上,进一步的,机器人控制系统还包括施工场地传感器阵列130,施工场地传感器阵列130与控制模块120通信连接,工业机器人110包括rfid(radiofrequencyidentification,射频识别)电子标签111和机身传感器112,第一机器人信息包括第一机器人身份信息和第一机器人施工信息,其中,
在执行施工指令的过程中,rfid电子标签111用于存储,并向施工场地传感器阵列130实时发送第一机器人身份信息;
机身传感器112用于获取,并向施工场地传感器阵列130实时发送第一机器人施工信息和第一施工场地信息;
施工场地传感器阵列130用于实时接收第一机器人信息和第一施工场地信息,并将第一机器人信息和第一施工场地信息发送给控制模块130。
本实施例中,可以利用iot(internetofthings,物联网)技术在建筑工地布设施工场地传感器阵列130,同时在每个工业机器人110上安装rfid电子标签111和机身传感器112。施工场地传感器阵列130和机身传感器112均可以包括但不限于电学传感器、磁学传感器、光流传感器、光电传感器、电势传感器、电化学传感器、谐振式传感器以及霍尔传感器等。
施工场地传感器阵列130可以是在施工场地空间中,按照预设位置、预设数量、预设密度等布设的各种类型的传感器,施工场地传感器阵列130中的每个传感器均可以接收到处于其相应接收范围内的rfid电子标签111以及机身传感器112发射的信号,即第一机器人信息和第一施工场地信息。
优选的,可以将机器人控制系统分为物理层、网络接入层、数据层和应用层,其中,控制模块120对应应用层,数据层用于对控制模块与工业机器人之间传输的数据(包括第一三维信息模型、第一施工路径、第一施工指令、第一机器人信息和第一施工场地信息等)进行中转以及数据的持久化存储,网络接入层用于为数据在物理层、数据层和应用层之间传输提供通信支持,工业机器人110、rfid电子标签111、机身传感器112以及施工场地传感器阵列130对应物理层。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种机器人控制系统的结构示意图。本实施例在上述各实施例的基础上,对机器人控制系统进行进一步优化。如图2所示,该系统具体包括:工业机器人210、控制模块220和数字孪生模块230,数字孪生模块230分别与工业机器人210和控制模块220通信连接,其中,
控制模块220用于向工业机器人210实时发送与施工场地相对应的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令;
工业机器人210用于实时接收控制模块220发送的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令,并根据第一三维信息模型和第一施工路径,执行第一施工指令;
数字孪生模块230用于在控制模块220的控制下,在工业机器人210执行施工指令的过程中,利用预先得到的第一数字孪生模型数据对工业机器人的当前施工精确度进行实时调整,以调整第一机器人信息和第一施工场地信息,得到第二机器人信息和第二施工场地信息,其中,第一数字孪生模型数据为当工业机器人210的当前施工精确度在预设施工精确度范围内时,工业机器人210对应的第三机器人信息和第三施工场地信息;
工业机器人210用于将第二机器人信息和第二施工场地信息,作为第一机器人信息和第一施工场地信息实时发送给控制模块220。
数字孪生(digitaltwin)是指以数字化方式拷贝一个物理对象,模拟对象在现实环境中的行为,对产品、制造过程乃至整个工厂进行虚拟仿真,从而提高制造企业产品研发、制造的生产效率。本实施例中,预先得到的第一数字孪生模型数据可以是利用预先训练好的神经网络模型获取得到,也可以是根据预设施工要求预先设置的,具体获取方式本实施例不作特殊限定。
示例性的,外墙喷涂机器人的预设施工任务为喷涂外墙10m2,喷涂误差≤0.5m2,在实际施工的过程中,控制模块220根据外墙喷涂机器人发送的第一机器人信息和第一施工场地信息确定其喷涂误差为1m2。此时,需要对外墙喷涂机器人的施工进行精确度调整,具体的,可以控制数字孪生模块230对外墙喷涂机器人进行施工精确度调整。
数字孪生模块230预先得到的第一数字孪生模型数据为外墙喷涂机器人的喷涂误差≤0.5m2时对应的第三机器人信息和第三施工场地信息,利用第三机器人信息和第三施工场地信息对第一机器人信息和第一施工场地信息进行调整,以使外墙喷涂机器人的喷涂误差≤0.5m2。其中,调整可以是将第一机器人信息和第一施工场地信息替换为第三机器人信息和第三施工场地信息,也可以将第一机器人信息和第一施工场地信息调整为趋近于第三机器人信息和第三施工场地信息。
优选的,第一机器人信息包括工业机器人210所在的位置、移动速度、移动状态、施工方向和施工角度,第一施工场地信息包括目标施工物体所在的位置、长度、高度和角度。
控制模块220用于实时接收第一机器人信息和第一施工场地信息,并根据第一机器人信息和第一施工场地信息,对第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令进行更新,得到第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,并将第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,作为第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令实时发送给工业机器人210。
本实施例提供的机器人控制系统,通过控制模块向工业机器人实时发送与施工场地相对应的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令;通过工业机器人实时接收控制模块发送的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令,并根据第一三维信息模型和第一施工路径,执行第一施工指令;在执行施工指令的过程中,控制模块控制数字快生模块利用预先得到的第一数字孪生模型数据对工业机器人的当前施工精确度进行实时调整,以调整第一机器人信息和第一施工场地信息,得到第二机器人信息和第二施工场地信息,其中,第一数字孪生模型数据为当工业机器人的当前施工精确度在预设施工精确度范围内时,工业机器人对应的第三机器人信息和第三施工场地信息;工业机器人用于将第二机器人信息和第二施工场地信息,作为第一机器人信息和第一施工场地信息实时发送给控制模块;通过控制模块实时接收第一机器人信息和第一施工场地信息,并根据第一机器人信息和第一施工场地信息,对第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令进行更新,得到第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,并将第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,作为第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令实时发送给工业机器人,在达到了在机器人施工的过程中,施工场地三维信息模型能够与机器人施工进度实时同步效果的同时,能够实时调整机器人的施工精确度。
在上述各实施例的基础上,进一步的,数字孪生模块230包括数字孪生模型构建单元,用于利用第二机器人信息和第二施工场地信息实时构建工业机器人对应的数字孪生模型,以对工业机器人进行实时监控和控制。
在利用第一数字孪生模型数据,将第一机器人信息和第一施工场地信息调整至误差允许范围内的第二机器人信息和第二施工场地信息之后,优选的,可以利用第二机器人信息和第二施工场地信息持续构建(更新)工业机器人210对应的数字孪生模型。基于数字孪生模型可以在不进入实际施工场地的前提下,对工业机器人210进行持续监控和控制。可以理解的是,每得到一组第二机器人信息和第二施工场地信息,即可对应得到一个新的数字孪生模型。
优选的,还可以利用第二机器人信息和第二施工场地信息,基于虚拟仿真技术,建立工业机器人210的三维可视化模型。
在上述各实施例的基础上,进一步的,数字孪生模块230包括第一数字孪生模型数据获取单元,用于将第一机器人信息和第一施工场地信息输入预先训练好的神经网络模型中,输出第一数字孪生模型数据。
优选的,神经网络模型可以是卷积神经网络模型、循环神经网络模型和深度神经网络模型等。
在上述各实施例的基础上,进一步的,数字孪生模块230包括神经网络模型训练单元,用于利用历史第一机器人信息和历史第一施工场地信息样本、历史第一机器人信息和历史第一施工场地信息样本与预设机器人信息和施工场地信息之间的差值,基于损失函数,对神经网络模型进行训练,其中,预设机器人信息和施工场地信息与第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令对应。其中,预设机器人信息和施工场地信息由第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令决定,不包括施工误差所带来的信息差异。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种机器人控制方法的交互流程图,本实施例可适用于需要对机器人进行实时控制的情况,该方法可以由机器人控制系统来执行。如图3所示,该方法具体可以包括如下步骤:
控制模块向工业机器人实时发送与施工场地相对应的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令;
工业机器人实时接收控制模块发送的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令,并根据第一三维信息模型和第一施工路径,执行第一施工指令;
在执行施工指令的过程中,工业机器人向控制模块实时发送与施工相关的第一机器人信息和第一施工场地信息;
控制模块实时接收第一机器人信息和第一施工场地信息,并根据第一机器人信息和第一施工场地信息,对第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令进行更新,得到第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,并将第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,作为第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令实时发送给工业机器人。
本实施例提供的机器人控制方法,通过利用控制模块向工业机器人实时发送与施工场地相对应的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令;利用工业机器人实时接收控制模块发送的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令,并根据第一三维信息模型和第一施工路径,执行第一施工指令;在执行施工指令的过程中,利用工业机器人向控制模块实时发送与施工相关的第一机器人信息和第一施工场地信息;利用控制模块实时接收第一机器人信息和第一施工场地信息,并根据第一机器人信息和第一施工场地信息,对第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令进行更新,得到第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,并将第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,作为第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令实时发送给工业机器人,达到了在机器人施工的过程中,施工场地三维信息模型能够与机器人施工进度实时同步的效果。
在上述各实施例的基础上,进一步的,第一机器人信息包括第一机器人身份信息和第一机器人施工信息,在执行施工指令的过程中,工业机器人向控制模块实时发送与施工相关的第一机器人信息和第一施工场地信息,控制模块实时接收第一机器人信息和第一施工场地信息,包括:
在执行施工指令的过程中,工业机器人通过rfid电子标签存储,并向施工场地传感器阵列实时发送第一机器人身份信息;
通过机身传感器获取,并向施工场地传感器阵列实时发送第一机器人施工信息和第一施工场地信息;
施工场地传感器阵列实时接收第一机器人信息和第一施工场地信息,并将第一机器人信息和第一施工场地信息发送给控制模块。
在上述各实施例的基础上,进一步的,在控制模块实时接收第一机器人信息和第一施工场地信息之前,还包括:
控制模块控制数字孪生模块在工业机器人执行施工指令的过程中,利用预先得到的第一数字孪生模型数据对工业机器人的当前施工精确度进行实时调整,以调整第一机器人信息和第一施工场地信息,得到第二机器人信息和第二施工场地信息,其中,第一数字孪生模型数据为当工业机器人的当前施工精确度在预设施工精确度范围内时,工业机器人对应的第三机器人信息和第三施工场地信息;
工业机器人将第二机器人信息和第二施工场地信息,作为第一机器人信息和第一施工场地信息实时发送给控制模块。
在上述各实施例的基础上,进一步的,在得到第二机器人信息和第二施工场地信息之后,还可以包括:
利用第二机器人信息和第二施工场地信息实时构建工业机器人对应的数字孪生模型,以对工业机器人进行实时监控和控制。
在上述各实施例的基础上,进一步的,在利用预先得到的第一数字孪生模型数据对工业机器人的当前施工精确度进行实时调整之前,还包括:
将第一机器人信息和第一施工场地信息输入预先训练好的神经网络模型中,输出第一数字孪生模型数据。
在上述各实施例的基础上,进一步的,在将第一机器人信息和第一施工场地信息输入预先训练好的神经网络模型中之前,还包括:
利用历史第一机器人信息和历史第一施工场地信息样本、历史第一机器人信息和历史第一施工场地信息样本与预设机器人信息和施工场地信息之间的差值,基于损失函数,对神经网络模型进行训练,其中,预设机器人信息和施工场地信息与第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令对应。
在上述各实施例的基础上,进一步的,第一机器人信息包括工业机器人所在的位置、移动速度、移动状态、施工方向和施工角度,第一施工场地信息包括目标施工物体所在的位置、长度、高度和角度。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
1.一种机器人控制系统,其特征在于,包括工业机器人和控制模块,所述工业机器人与所述控制模块通信连接,其中,
所述控制模块用于向所述工业机器人实时发送与施工场地相对应的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令;
所述工业机器人用于实时接收所述控制模块发送的所述第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令,并根据所述第一三维信息模型和第一施工路径,执行所述第一施工指令;
在执行所述施工指令的过程中,所述工业机器人用于向所述控制模块实时发送与施工相关的第一机器人信息和第一施工场地信息;
所述控制模块用于实时接收所述第一机器人信息和第一施工场地信息,并根据所述第一机器人信息和第一施工场地信息,对所述第一三维信息模型、所述第一施工路径和第一施工指令进行更新,得到第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,并将所述第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,作为所述第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令实时发送给所述工业机器人。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括施工场地传感器阵列,所述施工场地传感器阵列与所述控制模块通信连接,所述工业机器人包括rfid电子标签和机身传感器,所述第一机器人信息包括第一机器人身份信息和第一机器人施工信息,其中,
在执行所述施工指令的过程中,所述rfid电子标签用于存储,并向所述施工场地传感器阵列实时发送所述第一机器人身份信息;
所述机身传感器用于获取,并向所述施工场地传感器阵列实时发送所述第一机器人施工信息和第一施工场地信息;
所述施工场地传感器阵列用于实时接收所述第一机器人信息和第一施工场地信息,并将所述第一机器人信息和第一施工场地信息发送给所述控制模块。
3.根据权利要求1或2所述的系统,其特征在于,还包括数字孪生模块,所述数字孪生模块分别与所述工业机器人和所述控制模块通信连接,其中,
所述数字孪生模块用于在所述控制模块的控制下,在所述工业机器人执行所述施工指令的过程中,利用预先得到的第一数字孪生模型数据对所述工业机器人的当前施工精确度进行实时调整,以调整所述第一机器人信息和第一施工场地信息,得到第二机器人信息和第二施工场地信息,其中,所述第一数字孪生模型数据为当所述工业机器人的当前施工精确度在预设施工精确度范围内时,所述工业机器人对应的第三机器人信息和第三施工场地信息;
所述工业机器人用于将所述第二机器人信息和第二施工场地信息,作为所述第一机器人信息和第一施工场地信息实时发送给所述控制模块。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述数字孪生模块包括数字孪生模型构建单元,用于利用所述第二机器人信息和第二施工场地信息实时构建所述工业机器人对应的数字孪生模型,以对所述工业机器人进行实时监控和控制。
5.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述数字孪生模块包括第一数字孪生模型数据获取单元,用于将所述第一机器人信息和第一施工场地信息输入预先训练好的神经网络模型中,输出所述第一数字孪生模型数据。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述数字孪生模块包括神经网络模型训练单元,用于利用历史第一机器人信息和历史第一施工场地信息样本、所述历史第一机器人信息和历史第一施工场地信息样本与预设机器人信息和施工场地信息之间的差值,基于损失函数,对神经网络模型进行训练,其中,所述预设机器人信息和施工场地信息与所述第一三维信息模型、所述第一施工路径和第一施工指令对应。
7.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述第一机器人信息包括所述工业机器人所在的位置、移动速度、移动状态、施工方向和施工角度,所述第一施工场地信息包括目标施工物体所在的位置、长度、高度和角度。
8.一种机器人控制方法,由权利要求1-7任一项所述的机器人控制系统执行,其特征在于,包括:
控制模块向所述工业机器人实时发送与施工场地相对应的第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令;
所述工业机器人实时接收所述控制模块发送的所述第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令,并根据所述第一三维信息模型和第一施工路径,执行所述第一施工指令;
在执行所述施工指令的过程中,所述工业机器人向所述控制模块实时发送与施工相关的第一机器人信息和第一施工场地信息;
所述控制模块实时接收所述第一机器人信息和第一施工场地信息,并根据所述第一机器人信息和第一施工场地信息,对所述第一三维信息模型、所述第一施工路径和第一施工指令进行更新,得到第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,并将所述第二三维信息模型、第二施工路径和第二施工指令,作为所述第一三维信息模型、第一施工路径和第一施工指令实时发送给所述工业机器人。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述第一机器人信息包括第一机器人身份信息和第一机器人施工信息,在执行所述施工指令的过程中,所述工业机器人向所述控制模块实时发送与施工相关的第一机器人信息和第一施工场地信息,所述控制模块实时接收所述第一机器人信息和第一施工场地信息,包括:
在执行所述施工指令的过程中,所述工业机器人通过所述rfid电子标签存储,并向施工场地传感器阵列实时发送所述第一机器人身份信息;
通过所述机身传感器获取,并向所述施工场地传感器阵列实时发送所述第一机器人施工信息和第一施工场地信息;
所述施工场地传感器阵列实时接收所述第一机器人信息和第一施工场地信息,并将所述第一机器人信息和第一施工场地信息发送给所述控制模块。
10.根据权利要求8或9所述的方法,其特征在于,在所述控制模块实时接收所述第一机器人信息和第一施工场地信息之前,还包括:
所述控制模块控制所述数字孪生模块在所述工业机器人执行所述施工指令的过程中,利用预先得到的第一数字孪生模型数据对所述工业机器人的当前施工精确度进行实时调整,以调整所述第一机器人信息和第一施工场地信息,得到第二机器人信息和第二施工场地信息,其中,所述第一数字孪生模型数据为当所述工业机器人的当前施工精确度在预设施工精确度范围内时,所述工业机器人对应的第三机器人信息和第三施工场地信息;
所述工业机器人将所述第二机器人信息和第二施工场地信息,作为所述第一机器人信息和第一施工场地信息实时发送给所述控制模块。
技术总结