技能学习方法、作业方法、技能学习装置及相关设备与流程

本发明属于机器人技能学习领域，特别涉及一种技能学习方法、作业方法、技能学习装置及相关设备。

背景技术：

1、现有装配产线需要使用机器人进行装配作业，在进行装配作业前需要使机器人进行装配技能学习。但是，现有的机器人装配技能学习方法一般为基于模仿学习或强化学习使机器人进行技能学习，或基于示教盒对机器人进行示教以使机器人进行技能学习。但是模仿学习过程和强化学习过程较为繁琐复杂且需要大量人工数据，而基于示教盒进行的示教过程对操作人员素质要求高，人力成本高，并且模仿学习、强化学习和基于示教盒进行的示教过程都存在时间成本高的问题。

2、因此，现有技术有待改进和发展。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种技能学习方法、作业方法、技能学习装置及相关设备，旨在解决现有的装配作业机器人技能学习过程时间成本高的问题。

2、第一方面，本技术提供一种技能学习方法，用于根据远程示教控制双臂装配作业机器人进行技能学习，包括以下步骤：

3、s1.在人工作业过程中采集预先设置在人工作业空间中的工件和工装上的定位靶标的位姿数据，得到第一位姿集；

4、s2.验证第一位姿集以判断其是否存在位姿数据缺失，并在存在位姿数据缺失时，根据时序上位于缺失的位姿数据前后的位姿数据及对应的变化趋势对缺失的位姿数据进行补偿；

5、s3.基于预先建立的人工作业空间与机器人作业空间之间的映射关系将第一位姿集映射至机器人作业空间，得到第二位姿集，并根据预设偏移量和第二位姿集获取机器人末端位姿集；

6、s4.根据机器人末端位姿集控制双臂装配作业机器人在机器人作业空间中复现人工作业过程以进行技能学习。

7、本技术的技能学习方法，能使第一位姿集完整且正确从而使得第二位姿集和机器人末端位姿集完整且正确，从而使得人工作业过程的复现过程能够正常进行；并且本技术能通过简单的步骤使双臂装配作业机器人进行技能学习，不需要大量人工数据，对操作人员技术要求低，并且能节省技能学习的时间成本；此外，本技术能将同一机器人末端位姿集应用于多个同种类型的双臂装配作业机器人以进行技能学习，从而进一步节省时间成本。

8、进一步地，变化趋势包括时序上分别位于缺失的位姿数据前后的定位靶标的位姿数据组成的两段轨迹之间的轨迹变化趋势。

9、在该实施方式中，本技术的技能学习方法能实现对缺失的位姿数据进行补偿。

10、进一步地，步骤s3和步骤s4之间还包括：

11、sa1.验证机器人末端位姿集中的位姿数据是否均位于机器人作业空间内,并在机器人末端位姿集中的位姿数据均位于机器人作业空间内时执行步骤s4。

12、进一步地，步骤s4中，根据机器人末端位姿集控制双臂装配作业机器人在机器人作业空间中复现人工作业过程以进行技能学习的过程包括：

13、s41.对机器人末端位姿集求逆解，并在成功逆解获取机器人各关节角度数据时，基于机器人各关节角度数据控制双臂装配作业机器人的各关节移动，以控制双臂装配作业机器人在机器人作业空间中复现人工作业过程以进行技能学习。

14、在该实施方式中，本技术的技能学习方法对机器人末端位姿集求逆解，便于操作人员排除错误，且能尽量避免在机械臂关节不可达的情况下复现人工作业导致浪费时间和资源。

15、进一步地，映射关系的建立过程包括：

16、sb1.分别在预设在人工作业空间中的第一标准件上以及预设在机器人作业空间中的第二标准件上设置多个第一靶标和多个第二靶标，其中第一标准件与第二标准件形状和体积相同，第一靶标在第一标准件上的位置与第二靶标在第二标准件上的位置相同；

17、sb2.在人工作业空间中采集各个第一靶标的位姿数据，得到人工对比位姿集，并在机器人作业空间中采集各个第二靶标的位姿数据，得到机器人对比位姿集；

18、sb3.根据人工对比位姿集和机器人对比位姿集建立映射关系。

19、进一步地，步骤s2和步骤s3之间还包括：

20、sc.对第一位姿集中的位姿数据进行滤波处理。

21、第二方面，本技术提供一种作业方法，应用于双臂装配作业机器人，包括以下步骤：

22、a1.基于如上任一技能学习方法控制双臂装配作业机器人进行技能学习；

23、a2.控制完成技能学习的双臂装配作业机器人对机器人作业空间内的工件和工装进行作业。

24、本技术的作业方法，能使第一位姿集完整且正确从而使得第二位姿集和机器人末端位姿集完整且正确，从而使得人工作业过程的复现过程能够正常进行；并且本技术能通过简单的步骤使双臂装配作业机器人进行技能学习，不需要大量人工数据，对操作人员技术要求低，并且能节省技能学习的时间成本；此外，本技术能将同一机器人末端位姿集应用于多个同种类型的双臂装配作业机器人以进行技能学习，从而进一步节省时间成本。

25、第三方面，本技术提供一种技能学习装置，用于根据远程示教控制双臂装配作业机器人进行技能学习，包括：

26、采集模块，用于在人工作业过程中采集预先设置在人工作业空间中的工件和工装上的定位靶标的位姿数据，得到第一位姿集；

27、验证模块，用于验证第一位姿集以判断其是否存在位姿数据缺失，并在存在位姿数据缺失时，根据时序上位于缺失的位姿数据前后的位姿数据及对应的变化趋势对缺失的位姿数据进行补偿；

28、映射模块，用于基于预先建立的人工作业空间与机器人作业空间之间的映射关系将第一位姿集映射至机器人作业空间，得到第二位姿集，并根据预设偏移量和第二位姿集获取机器人末端位姿集；

29、作业控制模块，用于根据机器人末端位姿集控制双臂装配作业机器人在机器人作业空间中复现人工作业过程以进行技能学习。

30、本技术的技能学习装置，能使第一位姿集完整且正确从而使得第二位姿集和机器人末端位姿集完整且正确，从而使得人工作业过程的复现过程能够正常进行；并且本技术能通过简单的步骤使双臂装配作业机器人进行技能学习，不需要大量人工数据，对操作人员技术要求低，并且能节省技能学习的时间成本；此外，本技术能将同一机器人末端位姿集应用于多个同种类型的双臂装配作业机器人以进行技能学习，从而进一步节省时间成本。

31、第四方面，本技术提供一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器存储有处理器可执行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，运行如上任一方法中的步骤。

32、第五方面，本技术提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时运行如上任一方法中的步骤。

33、由上可知，本技术提供了一种技能学习方法、作业方法、技能学习装置及相关设备，其中本技术提供的技能学习方法，能使第一位姿集完整且正确从而使得第二位姿集和机器人末端位姿集完整且正确，从而使得人工作业过程的复现过程能够正常进行；并且本技术能通过简单的步骤使双臂装配作业机器人进行技能学习，不需要大量人工数据，对操作人员技术要求低，并且能节省技能学习的时间成本；此外，本技术能将同一机器人末端位姿集应用于多个同种类型的双臂装配作业机器人以进行技能学习，从而进一步节省时间成本。

34、本技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术实施例了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。