(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210611684.3 (22)申请日 2022.05.31 (71)申请人 西安理工大 学 地址 710048 陕西省西安市金花 南路5号 (72)发明人 杜慧龙　王雯　傅卫平　刘波　 李睿　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 李鹏威 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 协作机器人主动动作决策方法、 系统、 设备 及存储介质 (57)摘要 本发明属于机器人控制领域， 公开了一种协 作机器人主动动作决策方法、 系统、 设备及存储 介质， 包括： 获取人和机器人的当前位置、 当前速 度以及目标点位置， 并通过预设的效率直觉模糊 集模型， 得到人和机器人的效率直觉模糊集； 获 取人的当前心理安全场场强， 得到人的舒适度梯 形直觉模糊集； 获取人和机器人之间的距离， 得 到机器人的安全性直觉模糊集； 加权人的效率直 觉模糊集和舒适度梯形直觉模糊集， 得到人的动 作意图的直觉模糊集； 加权人的动作意图的直觉 模糊集、 机器人的效率直觉模糊集以及机器人的 安全性直觉模糊集， 得到避碰直觉模糊集； 根据 避碰直觉模糊集， 得到机器人是否采 取避让的动 作决策， 有效提高预测准确性， 降低碰撞情况的 发生。 权利要求书5页 说明书18页 附图3页 CN 114932552 A 2022.08.23 CN 114932552 A 1.一种协作机器人主动 动作决策 方法， 其特 征在于， 包括： 获取人和机器人的当前位置、 当前速度以及目标点位置， 并通过预设的效率直觉模糊 集模型， 得到人和机器人的效率 直觉模糊集； 获取人的当前心理安全场场强， 并通过预设的舒适度直觉模糊集模型， 得到人的舒适 度梯形直觉模糊集； 获取人和机器人之间的距离， 计算人和机器人以当前速度移动到潜在碰撞区域的时 间， 以及机器人以预设最大加速度减速到停止的时间， 利用评估碰撞风险方法， 得到机器人 的安全性 直觉模糊集； 加权人的效率直觉模糊集和舒适度梯形直觉模糊集， 得到人的动作意图的直觉模糊 集； 加权人的动作意图的直觉模糊集、 机器人的效率直觉模糊集以及机器人的安全性直觉 模糊集， 得到避碰直觉模糊集； 根据避碰直觉模糊集， 得到 机器人是否采取避让的动作决策。 2.根据权利要求1所述的协作机器人主动动作决策方法， 其特征在于， 所述通过预设的 效率直觉模糊集模型， 得到人和机器人的效率 直觉模糊集包括： 通过下式得到人的效率 直觉模糊集 通过下式得到 机器人的效率 直觉模糊集 权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114932552 A 2其中， 为人的效率直觉模糊集， μH(t)和 υH(t)分别为人的效率直觉模糊集随时间t变 化的隶属度和非隶属度函数， 为机器人的效率直觉模糊集， μR(t)和 υR(t)分别为机器人 的效率直 觉模糊集随时间t变化的隶属度和非隶属度函数， t0为当前位置人以当 前速度到达 目标点所需的时间， ts为人以最大速度到达目标点所需的时间， tl为人以(ts， 1)和 确定的直线与X轴相交点的X轴坐标， S为当人的效率价值函数的值为零时对应的时间， f(t) 为价值函数， w+(p)和w‑(p)分别为决策权重函数在收益区域和损失区域的值， γ、 δ、 α和β 为 预设参数， 0<γ， δ<1， λ是损失厌恶系数， 当λ>1时， 人类被 建模为损失厌恶者， 对损失的重视 程度高于收益， p表示以时间t到达目标点位置的概率， tsr为机器人以最大速度运动到目标 点所需的时间； tr为机器人以当前速度到达目标点所需的时间； tlr为以(tsr， 1)和 确定的直线与X轴相交点的X轴坐标， 机器人效率 价值函数在tlr时刻的效率 为零。 3.根据权利要求2所述的协作机器人主动动作决策方法， 其特征在于， 所述获取人的当 前心理安全场场 强， 通过预设的舒适度直觉模糊集模型， 得到人 的舒适度梯形直觉模糊集 包括： 根据机器人的当前速度， 通过 下式得到人的当前心理安全场 场强： SEp＝SEI+SEV 其中， SEP为心理安全场， SEI为静态障碍物产 生的势能场， SEV为机器人运动对人造成的 心理压力情绪形成的动能场， Mo为障碍物的质量， dI为障碍物与周围环境的距离标量， ko是 心理安全场 常数， qo是障碍物的危险程度， kr表示人对机器人运动危险程度的认知， qr是机 器人及其夹持物体的危险程度， Mr是机器人的质量， dV为机器人基 座中心点周围环境之间的 标量距离， Sp(dr,v)代表了机器人不同的运动方式对人造成的心理压力情绪 的影响规律， 首先判断机器人距离人体最近的部位是头部、 胸部还是腹部， 再根据最接近的部位选用影 响规律方程： Sh＝z0h+ah·dr+bh·v+ch·dr2+dh·v2+eh·dr·v Sc＝z0c+ac·dr+bc·v+cc·dr2+dc·v2+ec·dr·v Sa＝z0a+aa·dr+ba·v+ca·dr2+da·v2+ea·dr·v Sh、 Sc、 Sa分别 为机器人靠近人体头部、 胸部和腹部 时对人造成的心理压力情绪Sp(dr, v)， z0h、 z0c、 z0a、 ah、 ac、 aa、 bh、 bc、 ba、 ch、 cc、 ca、 eh、 ec和ea均为拟合参数， dr为机器人与 人最近 的运动部件和人之间的间距、 v为机器人接 近人的速度；权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114932552 A 3