TWI702508B - 機器人動作序列產生方法和裝置 - Google Patents

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Abstract

本揭露提出一種機器人動作序列產生方法和裝置，其中，方法包括：獲取有向圖；有向圖中包含用於指示機器人動作的複數節點，以及連接不同節點的有向邊；獲取任務涉及的各目標動作，以及各目標動作的執行順序；在有向圖中，沿有向邊指示的方向進行搜尋，得到目標路徑；目標路徑所經過的節點中包含各目標動作對應的目標節點，且目標路徑經過各目標節點的順序符合對應各目標動作的執行順序；根據目標路徑指示的各動作及其執行順序，產生機器人動作序列，由此，基於有向圖自動確定出機器人完成任務所需要的執行的各動作和順序，提高了機器人控制的便捷性，為機器人適應靈活多變的場景任務提供了支援。

Description

機器人動作序列產生方法和裝置
相關申請的交叉引用 本揭露要求北京獵戶星空科技有限公司於2018年3月21日提交的、發明名稱為“機器人動作序列產生方法和裝置”的、中國專利申請號“201810236770.4”的優先權。
本揭露涉及機器人控制技術領域，尤其涉及一種機器人動作序列產生方法和裝置。
目前，機器人由於可以根據場景需求解放使用者執行相應的任務，在日常產生和生活中得到廣泛應用。比如，機器人可以解放用戶的雙手進行掃地、倒咖啡等任務。
相關技術中，採用手動示教再現的方式進行機器人的控制，示教再現是一種可重複再現通過示教程式設計儲存起來的作業程式的機器人。其中，“示教程式設計”指通過下述方式完成程式的編制:由人工導引機器人末端執行器(安裝於機器人關節結構末端的夾持器、工具、焊槍、噴槍等)，或由人工作業導引機械類比裝置，或用示教盒(與控制系統相連接的一種手持裝置，用以對機器人進行程式設計或使之運動)來使機器人完成預期的動作；“作業程式”(任務程式)為一組運動及協助工具指令，用以確定機器人特定的預期作業，這類程式通常由使用者編制。由於此類機器人的程式設計通過即時線上示教程式來實現，而機器人本身憑記憶操作，故能不斷重複再現。
本揭露提出一種機器人動作序列產生方法，該方法基於有向圖自動確定出機器人完成任務所需要的執行的各動作和順序，提高了機器人控制的便捷性，為機器人適應靈活多變的場景任務提供了支援，解決了先前技術中，需要手動示教機器人帶來的控制效率低、引入新任務時任務量大的技術問題。
本揭露提出一種機器人動作序列產生裝置。
本揭露提出一種電腦裝置。
本揭露提出一種電腦可讀儲存媒體。
本揭露第一方面實施例提出的一種機器人動作序列產生方法，包括以下步驟：獲取有向圖；該有向圖中包含用於指示機器人動作的複數節點，以及連接不同節點的有向邊；獲取任務涉及的各目標動作，以及各目標動作的執行順序；在該有向圖中，沿該有向邊指示的方向進行搜尋，得到目標路徑；該目標路徑所經過的節點中包含各目標動作對應的目標節點，且該目標路徑經過各目標節點的順序符合對應各目標動作的執行順序；根據該目標路徑指示的各動作及其執行順序，產生機器人動作序列。
本揭露實施例的機器人動作序列產生方法，基於有向圖自動確定出機器人完成任務所需要的執行的各動作和順序，提高了機器人控制的便捷性，為機器人適應靈活多變的場景任務提供了支援，解決了先前技術中，需要手動示教機器人帶來的控制效率低、引入新任務時任務量大的技術問題。
另外，本揭露實施例的機器人動作序列產生方法，還包括如下附加的技術特徵：
可選地，該有向圖中的節點包括用於指示一組連貫動作的第一節點，以及用於指示靜態動作的第二節點；該在該有向圖中，沿該有向邊指示的方向進行搜尋，得到目標路徑，包括：在該有向圖中，從預設的一第二節點開始，沿有向邊指示的方向搜尋順序經過各目標節點後，並以該預設的一第二節點結束的路徑；其中，該目標節點屬於用於指示一組連貫動作的第一節點；根據搜尋到的路徑，確定該目標路徑。
可選地，該有向圖中各有向邊具有權值，該權值用於指示從執行該有向邊連接一節點指示的動作，到執行該有向邊連接的另一節點指示的動作，該機器人所需的時長；該在該有向圖中，沿該有向邊指示的方向進行搜尋，得到目標路徑，包括：在該有向圖中，沿該有向邊指示的方向進行搜尋，當搜尋到的路徑為至少二時，對每一路徑所經過的有向邊進行權值求和，得到每一路徑的總權值；將該總權值指示的時長最短的路徑，作為該目標路徑。
可選地，該第二節點指示的靜態動作，包括：預設的復位動作、各第一節點指示的一組連貫動作中的起始動作和該各第一節點指示的一組連貫動作中的結束動作中的至少一種。
可選地，該第二節點指示的靜態動作，包括：過渡動作；該過渡動作用於銜接該過渡動作前和後執行的二動作；該產生機器人動作序列之後，還包括：根據該機器人動作序列，對該機器人進行控制；若在控制該機器人過程中存在異常，確定存在異常前執行的最後一個動作，以及確定存在異常後應執行的首個動作；在該有向圖中，位於該最後一個動作對應的節點和該首個動作對應的節點之間，添加過渡動作對應的第二節點；根據該最後一個動作對應的節點和該首個動作對應的節點之間有向邊的方向，確定該過渡動作對應的第二節點與該最後一個動作對應的節點之間的有向邊的方向，以及確定該過渡動作對應的第二節點與該首個動作對應的節點之間有向邊的方向；刪除該最後一個動作對應的節點和該首個動作對應的節點之間有向邊。
可選地，該添加過渡動作對應的第二節點，包括：根據該異常指示的障礙物位置，確定該過渡動作的參數；根據該過渡動作的參數，添加過渡動作對應的第二節點。
可選地，該有向圖中第一節點指示的一組連貫動作，是根據對該任務拆解得到的子任務確定的，一組連貫動作用於執行對應的一子任務；該有向圖中有向邊的方向，是根據對應的不同組連貫動作之間邏輯順序確定的。
可選地，該產生機器人動作序列之後，還包括：根據該機器人動作序列中各動作的執行順序排列各動作關聯的控制指令；根據排序後的控制指令對該機器人進行控制。
本揭露第二方面實施例提出的一種機器人動作序列產生裝置，包括：第一獲取模組，用於獲取有向圖；該有向圖中包含用於指示機器人動作的複數節點，以及連接不同節點的有向邊；第二獲取模組，用於獲取任務涉及的各目標動作，以及各目標動作的執行順序；搜尋模組，用於在該有向圖中，沿該有向邊指示的方向進行搜尋，得到目標路徑；該目標路徑所經過的節點中包含各目標動作對應的目標節點，且該目標路徑經過各目標節點的順序符合對應各目標動作的執行順序；控制模組，用於根據該目標路徑指示的各動作及其執行順序，產生機器人動作序列。
本揭露實施例的機器人動作序列產生裝置，基於有向圖自動確定出機器人完成任務所需要的執行的各動作和順序，提高了機器人控制的便捷性，為機器人適應靈活多變的場景任務提供了支援，解決了先前技術中，需要手動示教機器人帶來的控制效率低、引入新任務時任務量大的技術問題。
另外，本揭露實施例的機器人動作序列產生裝置，還包括如下附加的技術特徵：
可選地，該有向圖中的節點包括用於指示一組連貫動作的第一節點，以及用於指示靜態動作的第二節點；該搜尋模組，具體用於在該有向圖中，從預設的一第二節點開始，沿有向邊指示的方向搜尋順序經過各目標節點後，並以該預設的一第二節點結束的路徑；其中，該目標節點屬於用於指示一組連貫動作的第一節點，根據搜尋到的路徑，確定該目標路徑。
可選地，該有向圖中各有向邊具有權值，該權值用於指示從執行該有向邊連接一節點指示的動作，到執行該有向邊連接的另一節點指示的動作，該機器人所需的時長；該搜尋模組，具體用於在該有向圖中，沿該有向邊指示的方向進行搜尋，當搜尋到的路徑為至少二時，對每一路徑所經過的有向邊進行權值求和，得到每一路徑的總權值；將該總權值指示的時長最短的路徑，作為該目標路徑。
可選地，該第二節點指示的靜態動作，包括：過渡動作；該過渡動作用於銜接該過渡動作前和後執行的二動作；該控制模組，還用於：根據該機器人動作序列，對該機器人進行控制；若在控制該機器人過程中存在異常，確定存在異常前執行的最後一個動作，以及確定存在異常後應執行的首個動作；在該有向圖中，位於該最後一動作對應的節點和該首個動作對應的節點之間，添加過渡動作對應的第二節點；根據該最後一個動作對應的節點和該首個動作對應的節點之間有向邊的方向，確定該過渡動作對應的第二節點與該最後一動作對應的節點之間的有向邊的方向，以及確定該過渡動作對應的第二節點與該首個動作對應的節點之間有向邊的方向；刪除該最後一個動作對應的節點和該首個動作對應的節點之間有向邊。
可選地，該控制模組，具體用於根據該異常指示的障礙物位置，確定該過渡動作的參數，並根據該過渡動作的參數，添加過渡動作對應的第二節點。
可選地，該控制模組，還用於：根據該機器人動作序列中各動作的執行順序排列各動作關聯的控制指令；根據排序後的控制指令對該機器人進行控制。本揭露第三方面實施例提出的電腦裝置，包括：記憶體、處理器及儲存在記憶體上並可在處理器上運行的電腦程式，該處理器執行該程式時，實現如前述實施例所述的機器人動作序列產生方法。
本揭露第四方面實施例提出的電腦可讀儲存媒體，其上儲存有電腦程式，該程式被處理器執行時實現如前述實施例所述的機器人動作序列產生方法。
本揭露附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本揭露的實踐瞭解到。
下面詳細描述本揭露的實施例，該實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本揭露，而不能理解為對本揭露的限制。
下面參考附圖描述本揭露實施例的機器人動作序列產生方法和裝置。
第1圖是根據本揭露一實施例的機器人動作序列產生方法的流程圖，如第1圖所示，該方法包括：
步驟101，獲取有向圖；有向圖中包含用於指示機器人動作的複數節點，以及連接不同節點的有向邊。
可以理解，機器人在完成每一場景任務時，所執行的任務都可以看成是由複數動作組成的，靈活多變的不同的任務之間，在拆分為對應的動作時，每一動作具有相對一致性，比如，機器人在執行倒咖啡任務和執行燒水任務時，都包括“拿起”和“打開”動作等。
而這種動作的一致性，根據機器人的執行動作的原理，可以通過指示機器人動作的節點體現，該指示機器人動作的節點包括執行機器人動作時的起始位姿、終止位姿等完成動作的位置元素等，因此，在本揭露的實施例中，基於執行任務之間可以共用的機器人動作對應的節點構建有向圖，該有向圖包含了執行場景中靈活多變的複數任務對應的機器人動作的指示節點。
也就是說，在本揭露的實施例中，為了解決先前技術中，需要手動示教再現的方式對機器人進行控制，因而導致機器人控制效率較低的技術問題，引入用於指示機器人動作的複數節點，複數節點之間的通過有向邊進行連接，其中，節點之間的有向邊用於指示節點之間的執行順序，通過有向邊連接的複數節點形成了有向圖。
由此，一方面，為了滿足當前場景的任務需求，可以基於有向地圖進行相關節點的匹配而自動產生相關機器人動作序列，提高了機器人控制效率，為滿足靈活的場景任務提供了實現的方式；另一方面，有向地圖由節點組成，因而，在擴展新的任務或者更新任務實施方式時，均可以通過在原有節點的基礎上，通過節點的添加、刪除以及連接方式的更新來實現，實用性較高、穩定性較強。
在實際應用中，根據場景任務要求，可以根據複數相關節點指示的具體動作以及複數相關節點之間的有向邊，自動產生完成當前場景任務要求的目標路徑，通過該目標路徑指示的複數相關節點及複數相關節點之間的有向邊指示的節點執行順序，可以執行當前任務要求。
因而，在實際應用中，為了根據當前場景任務要求控制機器人，在本揭露的實施例中，首先需要獲取有向圖，該有向圖中包含了用於指示機器人動作的複數節點，以及連接不同節點的有向邊，其中，連接不同節點的有向邊用以指示節點之間的執行順序。
步驟102，獲取任務涉及的各目標動作，以及各目標動作的執行順序。
正如以上描述的，任務實際上是由複數動作組成，比如，對於“沖一杯咖啡”的場景任務，實際上是由“抓起杯子”、“把杯子放到咖啡機下”、“按動咖啡機的出咖啡按鈕”等動作組成的。因此，為了控制機器人滿足當前任務，獲取任務涉及的各目標動作，以及確定各目標動作的執行順序，其中，各個目標動作的執行順序對應動作執行邏輯，比如，動作“放下杯子”一定在“拿起杯子”動作之後等。
步驟103，在有向圖中，沿有向邊指示的方向進行搜尋，得到目標路徑；目標路徑所經過的節點中包含各目標動作對應的目標節點，且目標路徑經過各目標節點的順序符合對應各目標動作的執行順序。
步驟104，根據目標路徑指示的各動作及其執行順序，產生機器人動作序列。
具體地，在本揭露的實施例中，動作實際上是由指示動作的複數節點指示的，因而，在確定目標動作以及目標動作的執行順序後，在有向地圖中，沿有向邊指示方向進行搜尋，得到目標路徑，其中，目標路徑所經過的節點中包含各目標動作對應的目標節點，且目標路徑經過各目標節點的順序符合對應各目標動作的執行順序。
進而，根據目標路徑指示的各動作及其執行順序，產生機器人動作序列，以便於機器人通過執行該動作序列實現對應的場景任務。
需要說明的是，根據機器人控制原理的不同，控制機器人執行對應的動作序列的方式不同，在一些可能的示例中，根據機器人動作序列中各動作的執行順序排列各關聯動作的控制指令，進而根據排列後的控制指令對機器人進行控制。
基於以上描述，不難理解，本揭露實施例中的目標路徑由兩種因素決定，其一為指示機器人動作的節點，其二為節點之間的有向邊決定的執行順序，通過以上兩種因素的組合可以組成對應的目標路徑以實現不同的任務。
為了更加清楚的描述目標路徑的確定程序，下面結合在一些可能的示例中的實現方式進行說明。
在本揭露的一實施例中，有向圖中的節點包括用於指示一組連貫動作的第一節點，第一節點對應的一組連貫動作是根據對任務拆解得到的子任務確定的，一組連貫動作用於執行對應的一子任務，比如，當前任務為“飲品服務”，則根據該任務拆解為子任務“沖泡一杯美式咖啡”、“沖泡一杯拿鐵”等。
有向圖中還包括用於指示靜態動作的第二節點，包含第一節點和第二節點的有向圖中有向邊的方向，是根據對應的不同組連貫動作之間的邏輯順序、即子任務之間的邏輯順序確定的，第二節點包括的靜態動作用於完成當前場景任務的目標動作，比如，當前子任務為“沖一杯美式咖啡”，則完成當前場景任務的目標動作為“抓起杯子”、“把杯子放到咖啡機下”、“按動咖啡機的出咖啡按鈕”等。
其中，第二節點指示的靜態動作，包括預設的復位動作（復位動作用於控制機器人在執行任務結束時，始終處於復位動作指示的固定的初始狀態，從而，保證機器人在執行任務時，以從復位動作開始到復位動作結束的閉環操作方式，便於對機器人的控制）以及各第一節點指示的一組連貫動作中的起始動作和各第一節點指示的一組連貫動作中的結束動作中的至少一種（比如僅僅包含各第一節點指示的一組連貫動作中的起始動作，比如僅僅包括各第一節點指示的一組連貫動作中的結束動作，又比如包含各第一節點指示的一組連貫動作中的起始動作和結束動作）等相對靜態存在的位置元素。
可以理解，本揭露實施例中，以第一節點和第二節點為共同節點，以節點之間的相互轉換關係為有向邊，構建了一有向圖，所謂目標路徑即為根據任務要求，將第一節點和第二節點按照一定的順序組合起來，該組合起來的目標路徑不但描述了節點指示的動作的空間轉換關係，還描述了動作之間的執行邏輯關係，比如，當前任務為“沖一杯美式咖啡”時，產生的目標路徑經過的節點中，“復位位置”的上一步一定是“放下咖啡杯”，有向地圖的這種執行邏輯的體現，保證了在經過目標路徑時的執行邏輯與實際應用中執行對應任務的邏輯的一致性，保證了有向地圖的穩定性和實用性。
其中，由於機器人在執行動作時，需要一定的執行空間冗餘，以保證機器人在執行任務的程序中不會發生碰撞，比如，自身的碰撞或者與障礙物的碰撞等，因而，要保證機器人在經過目標路徑的節點時，能夠在各個節點之間自由行動，本揭露實施例中的第二節點還包括過渡動作，以用於銜接過渡動作前和後執行的二節點指示的動作，避免機器人直接由起始動作過渡到終止動作導致的碰撞。
需要說明的是，過渡動作對應的第二節點的添加，可以根據機器人在執行動作時的動作和執行動作所需空間預先設置，也可以通過機器人執行動作的情況對過渡動作對應的第二節點進行添加或更新等。
具體而言，作為一種可能的實現方式，當對過渡動作對應的第二節點的處理方式為通過機器人執行動作的情況對過渡動作對應的第二節點進行添加或者更新時，如第2圖所示，該方式包括以下步驟：
步驟201，根據機器人動作序列，對機器人進行控制。
步驟202，若在控制機器人過程中存在異常，確定存在異常前執行的最後一個動作，以及確定存在異常後應執行的首個動作。
步驟203，在有向圖中，位於最後一個動作對應的節點和首個動作對應的節點之間，添加過渡動作對應的第二節點。
可以理解，控制機器人的過程中出現異常的原因，可能是由於機器人在由上一節點切換到當前節點時，由於活動空間不足，自身碰撞或者與外界障礙物碰撞導致的，因而，為了保證上一節點切換到當前節點的連貫性，在上一節點和當前節點之間引入過渡動作對應的第二節點。
具體地，首先確定存在異常前執行的最後一個動作，以及確定存在異常後應執行的首個動作，即確定上述上一節點和當前節點，並在有向圖中，在位於最後一個動作對應的節點和首個動作對應的節點之間，添加過渡動作對應的第二節點。
在本揭露的一實施例中，為了保證引入的過渡動作的第二節點可以實現節點之間的自由切換，根據異常指示的障礙物位置，確定過渡動作的參數，比如，行動方向、行動距離和行動速度等，進而，根據過渡動作的參數，添加過度動作的第二節點。
步驟204，根據最後一個動作對應的節點和首個動作對應的節點之間有向邊的方向，確定過渡動作對應的第二節點與最後一個動作對應的節點之間的有向邊的方向，以及確定過渡動作對應的第二節點與首個動作對應的節點之間有向邊的方向。
步驟205，刪除最後一個動作對應的節點和首個動作對應的節點之間有向邊。
由於有向圖中除了包含節點外，還包含節點之間的有向邊，因此，為了保證過渡動作對應的第二節點添加的有效性，在添加過渡動作對應的第二節點後，對過渡動作對應的第二節點的有向邊進行添加。
具體地，根據最後一個動作對應的節點和首個動作對應的節點之間有向邊的方向，確定過渡動作對應的第二節點與最後一個動作對應的節點之間的有向邊的方向，以及確定過渡動作對應的第二節點與首個動作對應的節點之間有向邊的方向，該有向邊的方向根據最後一個動作對應的節點和首個動作對應的節點對應的動作的執行的邏輯確定，保證最後一個動作對應的節點可以過渡到首個動作對應的節點，此時，刪除最後一個動作對應的節點和首個動作對應的節點之間有向邊，實現最後一個動作對應的節點和首個動作對應的節點之間通過過渡動作對應的第二節點過渡連接。
進一步地，如第3圖所示，得到目標路徑的方式包括以下步驟：
步驟301，在有向圖中，從預設的一第二節點開始，沿有向邊指示的方向搜尋順序經過各目標節點後，並以預設的一第二節點結束的路徑；其中，目標節點屬於用於指示一組連貫動作的第一節點。
步驟302，根據搜尋到的路徑，確定目標路徑。
具體而言，根據任務執行邏輯，預先設置一開始第二節點和一結束第二節點，比如，當前任務為“沖一杯美式咖啡”，則預設的一開始第二節點為“拿起咖啡杯”，結束第二節點為“復位位置”等，進而，在有向圖中，從預設的一第二節點開始，沿有向邊指示的方向搜尋順序經過各目標節點後，並以預設的一第二節點結束的路徑；其中，目標節點屬於用於指示一組連貫動作的第一節點，根據搜尋得到的路徑，確定目標路徑。
為了使得本揭露實施例的目標路徑的確定程序更加直觀，下面結合具體的應用場景進行舉例說明。
在本示例中，當前場景為咖啡機器人，對應的有向圖如第4（a）圖所示，其中，參照第4（a）圖，有向圖中的第一節點包括“放下咖啡杯”、“接取熱水”、“將咖啡杯從咖啡機中取出”、 “將咖啡杯放入咖啡機”等，第二節點包括“放咖啡杯起始位置”、“復位位置”、“過渡節點”等。其中，參照第4（a）圖，有向圖中箭頭的方向用於指示節點之間的有向邊。
在當前任務為“沖一杯美式咖啡”時，指示該任務的一組連貫動作的目標節點即相關第一節點為“拿起咖啡杯”、“將咖啡杯放入咖啡機”、“接取熱水”等，預設的開始的第二節點為“拿起咖啡杯開始位置”，預設的結束的第二節點為“復位位置”，則從預設的一第二節點開始，沿有向邊指示的方向搜尋順序經過各目標節點後，並以預設的一第二節點“重定位置”結束的路徑，確定出的目標路徑為如第4（b）圖中虛線線條所示，參照第4（b）圖，目標路徑將相關第一節點和第二節點按照執行順序組合在一起，以完成當前任務。
在當前任務為“接取熱水”時，指示該任務的一組連貫動作的目標節點即相關第一節點為“拿起咖啡杯”、“接取熱水”等，預設的開始的第二節點為“拿起咖啡杯開始位置”，預設的結束的第二節點為“復位位置”，則從預設的一第二節點開始，沿有向邊指示的方向搜尋順序經過各目標節點後，並以預設的一第二節點“重定位置”結束的路徑，確定出的目標路徑為如第4（c）圖中虛線線條所示，參照第4（c）圖，目標路徑將相關第一節點和第二節點按照執行順序組合在一起，以完成當前任務。
其中，在實際執行程序中，可能滿足任務要求的路徑不只一條，但是基於機器人的運作原理，機器人在經過不同的路徑時的執行成本是不同的，比如，當機器人為機械臂時，機器人在經過不同路徑的節點時，機器臂進行節點之間切換所需要的操作時間是不同的，因而，還可將執行成本體現在有向圖中，以便於擇優選擇最優的路徑作為目標路徑。
作為一種可能的實現方式，執行成本為時間成本。在本示例中，為有向圖中各有向邊設置權值，權值用於指示從執行有向邊連接一節點指示的動作，到執行有向邊連接的另一節點指示的動作，機器人所需的時長，即如第4（a）圖至第4（c）圖，有向邊上的數字指示從執行有向邊連接一節點指示的動作，到執行有向邊連接的另一節點指示的動作，機器人所需的時長。
在本示例中，如第5圖所示，得到目標路徑的方式包括以下步驟：
步驟401，在有向圖中，沿有向邊指示的方向進行搜尋，當搜尋到的路徑為至少二時，對每一路徑所經過的有向邊進行權值求和，得到每一路徑的總權值。
步驟402，將總權值指示的時長最短的路徑，作為目標路徑。
當存在多條滿足當前任務的目標路徑時，對每一路徑所經過的有向邊進行權值求和，得到每一路徑的總權值，將總權值指示的時長最短的路徑，作為目標路徑，以保證機器人完成任務的時間最短，保證機器人的執行動作的效率。
舉例而言，在當前任務為“接取熱水”時，其中產生的一條路徑為如第4（c）圖中虛線所示的路徑1，另一條路徑為如第4（d）圖中虛線所示的路徑2，對每一路徑所經過的有向邊進行權值求和，得到路徑1的總權值為6.9，路徑2的總權值為7.3，則選擇路徑1作為目標路徑以保證“接取熱水”的效率。
綜上所述，本揭露實施例的機器人動作序列產生方法，基於有向圖自動確定出機器人完成任務所需要的執行的各動作和順序，提高了機器人控制的便捷性，為機器人適應靈活多變的場景任務提供了支援，解決了先前技術中，需要手動示教機器人帶來的控制效率低、引入新任務時任務量大的技術問題。
為了實現上述實施例，本揭露還提出一種機器人動作序列產生裝置，第6圖是根據本揭露一實施例的機器人動作序列產生裝置的結構示意圖，如第6圖所示，該裝置包括：第一獲取模組100、第二獲取模組200、搜尋模組300和控制模組400。
其中，第一獲取模組100，用於獲取有向圖；有向圖中包含用於指示機器人動作的複數節點，以及連接不同節點的有向邊。
第二獲取模組200，用於獲取任務涉及的各目標動作，以及各目標動作的執行順序。
搜尋模組300，用於在有向圖中，沿有向邊指示的方向進行搜尋，得到目標路徑；目標路徑所經過的節點中包含各目標動作對應的目標節點，且目標路徑經過各目標節點的順序符合對應各目標動作的執行順序。
控制模組400，用於根據目標路徑指示的各動作及其執行順序，產生機器人動作序列。
在本揭露的一實施例中，有向圖中的節點包括用於指示一組連貫動作的第一節點，以及用於指示靜態動作的第二節點，在本實施例中，搜尋模組300具體用於在有向圖中，從預設的一第二節點開始，沿有向邊指示的方向搜尋順序經過各目標節點後，並以預設的一第二節點結束的路徑；其中，目標節點屬於用於指示一組連貫動作的第一節點，根據搜尋到的路徑，確定目標路徑。
在本揭露的一實施例中，有向圖中各有向邊具有權值，權值用於指示從執行有向邊連接一節點指示的動作，到執行有向邊連接的另一節點指示的動作，機器人所需的時長，在本實施例中，搜尋模組300具體用於在有向圖中，沿有向邊指示的方向進行搜尋，當搜尋到的路徑為至少二時，對每一路徑所經過的有向邊進行權值求和，得到每一路徑的總權值，將總權值指示的時長最短的路徑，作為目標路徑。
在本揭露的一實施例中，第二節點指示的靜態動作，包括：過渡動作；過渡動作用於銜接過渡動作前和後執行的二動作，在本實施例中，控制模組400具體還用於根據機器人動作序列，對機器人進行控制；若在控制機器人過程中存在異常，確定存在異常前執行的最後一個動作，以及確定存在異常後應執行的首個動作；在有向圖中，位於最後一個動作對應的節點和首個動作對應的節點之間，添加過渡動作對應的第二節點；根據最後一個動作對應的節點和首個動作對應的節點之間有向邊的方向，確定過渡動作對應的第二節點與最後一個動作對應的節點之間的有向邊的方向，以及確定過渡動作對應的第二節點與首個動作對應的節點之間有向邊的方向；刪除最後一個動作對應的節點和首個動作對應的節點之間有向邊。
在本實施例中，控制模組400具體用於根據異常指示的障礙物位置，確定過渡動作的參數，並根據過渡動作的參數，添加過渡動作對應的第二節點。
在本揭露的一實施例中，控制模組400還用於根據機器人動作序列中各動作的執行順序排列各動作關聯的控制指令，根據排序後的控制指令對機器人進行控制。
需要說明的是，前述對機器人動作序列產生方法實施例的解釋說明也適用於該實施例的機器人動作序列產生裝置，其實現原理類似，此處不再贅述。
綜上所述，本揭露實施例的機器人動作序列產生裝置，基於有向圖自動確定出機器人完成任務所需要的執行的各動作和順序，提高了機器人控制的便捷性，為機器人適應靈活多變的場景任務提供了支援，解決了先前技術中，需要手動示教機器人帶來的控制效率低、引入新任務時任務量大的技術問題。
為了實現上述實施例，本揭露實施例還提出了一種電腦裝置，包括：記憶體、處理器及儲存在記憶體上並可在處理器上運行的電腦程式，處理器執行電腦程式時，實現如前述機器人動作序列產生方法實施例所描述的機器人動作序列產生方法。
為了實現上述實施例，本揭露實施例還提出一種電腦可讀儲存媒體，其上儲存有電腦程式，當該電腦程式由處理器執行時，實現如前述機器人動作序列產生方法實施例所描述的機器人動作序列產生方法。
在本說明書的描述中，參考術語“一實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本揭露的至少一實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一或複數實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。
此外，術語“第一”、“第二”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括至少一該特徵。在本揭露的描述中，“複數”的含義是至少二，例如二，三個等，除非另有明確具體的限定。
流程圖中或在此以其他方式描述的任何程序或方法描述可以被理解為，表示包括一或更複數用於實現定制邏輯功能或程序的步驟的可執行指令的代碼的模組、片段或部分，並且本揭露的優選實施方式的範圍包括另外的實現，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執行功能，這應被本揭露的實施例所屬技術領域的技術人員所理解。
在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯和/或步驟，例如，可以被認為是用於實現邏輯功能的可執行指令的定序列表，可以具體實現在任何電腦可讀媒體中，以供指令執行系統、裝置或設備（如基於電腦的系統、包括處理器的系統或其他可以從指令執行系統、裝置或設備取指令並執行指令的系統）使用，或結合這些指令執行系統、裝置或設備而使用。就本說明書而言，“電腦可讀媒體”可以是任何可以包含、儲存、通訊、傳播或傳輸程式以供指令執行系統、裝置或設備或結合這些指令執行系統、裝置或設備而使用的裝置。電腦可讀媒體的更具體的示例（非窮盡性列表）包括以下：具有一或複數佈線的電連接部（電子裝置），可攜式電腦碟盒（磁裝置），隨機存取記憶體（RAM），唯讀記憶體（ROM），可抹除可程式化唯讀記憶體（EPROM或快閃記憶體），光纖裝置，以及可攜式光碟唯讀記憶體（CDROM）。另外，電腦可讀媒體甚至可以是可在其上列印該程式的紙或其他合適的媒體，因為可以例如通過對紙或其他媒體進行光學掃描，接著進行編輯、解譯或必要時以其他合適方式進行處理來以電子方式獲得該程式，然後將其儲存在電腦記憶體中。
應當理解，本揭露的各部分可以用硬體、軟體、韌體或它們的組合來實現。在上述實施方式中，複數步驟或方法可以用儲存在記憶體中且由合適的指令執行系統執行的軟體或韌體來實現。如，如果用硬體來實現和在另一實施方式中一樣，可用本領域公知的下列技術中的任一項或他們的組合來實現：具有用於對資料訊號實現邏輯功能的邏輯閘電路的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯閘電路的專用積體電路，可程式閘陣列（PGA），現場可程式閘陣列（FPGA）等。
本技術領域的普通技術人員可以理解實現上述實施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通程序式來指令相關的硬體完成，所述的程式可以儲存於一種電腦可讀儲存媒體中，該程式在執行時，包括方法實施例的步驟之一或其組合。
此外，在本揭露各個實施例中的各功能單元可以整合在一處理模組中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以二或二以上單元整合在一模組中。上述整合的模組既可以採用硬體的形式實現，也可以採用軟體功能模組的形式實現。該整合的模組如果以軟體功能模組的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，也可以儲存在一電腦可讀取儲存媒體中。
上述提到的儲存媒體可以是唯讀記憶體，磁片或光碟等。儘管上面已經示出和描述了本揭露的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本揭露的限制，本領域的普通技術人員在本揭露的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過電腦程式來指令相關的硬體來完成，所述的程式可儲存於一電腦可讀取儲存媒體中，該程式在執行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的儲存媒體可為磁碟、光碟、唯讀儲存記憶體（Read-Only Memory，ROM）或隨機儲存記憶體（Random Access Memory，RAM）等。
以上所述，僅為本揭露的具體實施方式，但本揭露的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本揭露揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本揭露的保護範圍之內。因此，本揭露的保護範圍應以申請專利範圍的保護範圍為准。
100‧‧‧第一獲取模組 200‧‧‧第二獲取模組 300‧‧‧搜尋模組 400‧‧‧控制模組
本揭露上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中： 第1圖是根據本揭露一實施例的機器人動作序列產生方法的流程圖； 第2圖是根據本揭露另一實施例的機器人動作序列產生方法的流程圖； 第3圖是根據本揭露又一實施例的機器人動作序列產生方法的流程圖； 第4（a）圖是根據本揭露一實施例的機器人動作序列產生方法的場景示意圖； 第4（b）圖是根據本揭露另一實施例的機器人動作序列產生方法的場景示意圖； 第4（c）圖是根據本揭露又一實施例的機器人動作序列產生方法的場景示意圖； 第4（d）圖是根據本揭露再一實施例的機器人動作序列產生方法的場景示意圖； 第5圖是根據本揭露再一實施例的機器人動作序列產生方法的流程圖；以及 第6圖是根據本揭露一實施例的機器人動作序列產生裝置的結構示意圖。

Claims (12)

  1. 一種機器人動作序列產生方法，由電腦裝置執行，其特徵在於，該方法包括以下步驟：獲取一有向圖；該有向圖中包含用於指示機器人動作的複數節點，以及連接不同節點的一有向邊；獲取任務涉及的各目標動作，以及各目標動作的執行順序；在該有向圖中，沿該有向邊指示的方向進行搜尋，得到一目標路徑；該目標路徑所經過的節點中包含各目標動作對應的目標節點，且該目標路徑經過各目標節點的順序符合對應各目標動作的執行順序；根據該目標路徑指示的各動作及其執行順序，產生機器人動作序列。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的動作序列產生方法，其中，該有向圖中的節點包括一用於指示一組連貫動作的第一節點，以及一用於指示靜態動作的第二節點；該在該有向圖中，沿該有向邊指示的方向進行搜尋，得到一目標路徑，包括：在該有向圖中，從預設的第二節點開始，沿有向邊指示的方向搜尋順序經過各目標節點後，並以該預設的第二節點結束的路徑；其中，該目標節點屬於用於指示一組連貫動作的第一節點；根據搜尋到的路徑，確定該目標路徑。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的動作序列產生方法，其中，該有向圖中各有向邊具有一權值，該權值用於指示從執行該有向邊連接一節點指示的動作，到執行該有向邊連接的另一節點指示的動作，該機器人所需的時長；所述在該有向圖中，沿該有向邊指示的方向進行搜尋，得到一目標路徑，包括： 在該有向圖中，沿該有向邊指示的方向進行搜尋，當搜尋到的路徑為至少二時，對每一路徑所經過的有向邊進行權值求和，得到每一路徑的一總權值； 將該總權值指示的時長最短的路徑，作為該目標路徑。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的機器人動作序列產生方法，其中，該第二節點指示的靜態動作，包括：預設的一復位動作、各第一節點指示的一組連貫動作中的起始動作和該各第一節點指示的一組連貫動作中的結束動作中的至少一種。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的機器人動作序列產生方法，其中，該第二節點指示的靜態動作，包括：一過渡動作；該過渡動作用於銜接該過渡動作前和後執行的二動作； 該產生機器人動作序列之後，還包括： 根據該機器人動作序列，對該機器人進行控制； 若在控制該機器人過程中存在異常，確定存在異常前執行的最後一個動作，以及確定存在異常後應執行的首個動作； 在該有向圖中，位於該最後一個動作對應的節點和該首個動作對應的節點之間，添加過渡動作對應的第二節點； 根據該最後一個動作對應的節點和該首個動作對應的節點之間有向邊的方向，確定該過渡動作對應的第二節點與該最後一個動作對應的節點之間的有向邊的方向，以及確定該過渡動作對應的第二節點與該首個動作對應的節點之間有向邊的方向； 刪除該最後一個動作對應的節點和該首個動作對應的節點之間有向邊。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的機器人動作序列產生方法，其中，該添加過渡動作對應的第二節點，包括： 根據該異常指示的障礙物位置，確定該過渡動作的參數； 根據該過渡動作的參數，添加過渡動作對應的第二節點。
  7. 如申請專利範圍第2項所述的機器人動作序列產生方法，其中， 該有向圖中第一節點指示的一組連貫動作，是根據對該任務拆解得到的子任務確定的，一組連貫動作用於執行對應的一子任務； 該有向圖中有向邊的方向，是根據對應的不同組連貫動作之間邏輯順序確定的。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項任一項所述的機器人動作序列產生方法，其中，該產生機器人動作序列之後，還包括： 根據該機器人動作序列中各動作的執行順序排列各動作關聯的控制指令； 根據排序後的控制指令對該機器人進行控制。
  9. 一種機器人動作序列產生裝置，其特徵在於，該裝置，包括： 一第一獲取模組，用於獲取一有向圖；該有向圖中包含用於指示機器人動作的複數節點，以及連接不同節點的有向邊； 一第二獲取模組，用於獲取任務涉及的各目標動作，以及各目標動作的執行順序； 一搜尋模組，用於在該有向圖中，沿該有向邊指示的方向進行搜尋，得到一目標路徑；該目標路徑所經過的節點中包含各目標動作對應的目標節點，且該目標路徑經過各目標節點的順序符合對應各目標動作的執行順序； 一控制模組，用於根據該目標路徑指示的各動作及其執行順序，產生機器人動作序列。
  10. 一種電腦裝置，其特徵在於，包括：一記憶體、一處理器及儲存在記憶體上並可在處理器上運行的一電腦程式，該處理器執行該程式時，實現如申請專利範圍第1項至8項中任一項所述的機器人動作序列產生方法。
  11. 一種電腦可讀儲存媒體，其上儲存有一電腦程式，其特徵在於，該程式被處理器執行時實現如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的機器人動作序列產生方法。
  12. 一種電腦程式產品，該電腦程式產品包括一儲存在電腦可讀儲存媒體上的電腦程式，該電腦程式包括一程式指令，該程式指令被處理器執行時實現申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的方法。
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