Affordance Reasoning-based Sequence Planning Manner for Human-robot Collaborative Disassembly

Abstract

摘要： 人机协作拆卸过程中存在多机争抢拆卸工具以及人为变动拆卸操作等扰动现象，致使当前工序所需工具缺失或被占用，缺乏灵活应对策略将使机器人长时间等待工具，降低人机协作拆卸效率。因此，提高机器人对当前拆卸场景的认知能力，识别出场景中可替代的工具，提供工具替代方案，对于增强人机协作拆卸抗干扰能力、提高拆卸效率，有着重要意义。对此，提出一种基于可供性推理的人机协作拆卸序列规划方法。利用产品结构数据以及操作工艺文档建立知识图谱，为人机协作拆卸任务提供操作信息以及序列信息；针对出现工具缺失的工序，提出面向人机协作拆卸视觉场景的可供性推理方法，为当前工序推荐可替代工具；提出基于可供性推理的人机协作拆卸序列规划方法，在工具有替换的情况下对原始序列进行优化，降低人机协作拆卸总时间。以新能源汽车动力电池人机协作拆卸作为实验场景，开展了可供性检测和拆卸序列优化实验。实验结果表明，所提出的方法能够在工具被占用的情况下准确提供工具替代方案，有效减少拆卸操作所需时间，从而提高了人机协作拆卸的抗干扰能力和效率。