本發明大體上涉及數據格式轉換,并且具體地說涉及用于將以機器人為中心的數據格式(如統一機器人描述格式urdf)轉換為以建筑物為中心的工業基礎類數據格式,進而實現以數字方式表示機器人的計算機實施方法和系統。
背景技術:
1、機器人技術有望通過在危險、重復和體力要求高的建筑任務中取代人類,從而提升建筑行業的生產效率。盡管其潛力早已被廣泛認可,但大規模的建筑機器人應用直到最近才變得可行。這一進展得益于人工智能(ai)、智能傳感、控制論等多種技術的集體突破。初步證據表明,建筑機器人技術在解決長期存在的低生產率、不足的安全管理以及不一致的質量控制等問題方面具有顯著成效。傳統的建筑方法論預計很快將達到其極限,機器人在建筑環境中的廣泛應用指日可待。
2、數字化機器人表示(digital?robot?representation,drr)是機器人開發及其在建筑等領域應用的關鍵。它可以在無需實際制造機器人的情況下,實現對不同機器人配置及其與外部環境適配性的虛擬測試。這有助于關鍵機器人信息的交換、重用和跨部門、多學科間的協作與溝通。最常見的drr方法基于統一機器人描述格式(unified?robotdescription?format,urdf)。urdf格式提供了一個簡潔的框架,以數字化方式表示機器人的組成、幾何結構,以及運動學和動力學方面的屬性。它從機器人工程的角度對機器人進行了實用抽象化,并降低了機器人開發的成本和資源消耗。
3、然而,現有的基于urdf的drr不易與建筑、工程、施工和運營(architecture,engineering,construction?and?operation,aeco)領域的既定工具和業務流程兼容。從業務視角來看,aeco活動的目標是設計、建造和維護建筑環境,而機器人技術的固有目標是設計和開發能夠獨立操作的自動化系統。這些不同的業務目標導致了對drr的不同期望。機器人技術的內向焦點使得現有的drr優先考慮機器人運動學、動力學和接觸交互模擬等信息,而aeco專業人員更關注機器人集成對項目生產力、成本和空間設計的影響。從實施視角來看,機器人技術和aeco領域使用的數據格式存在很大差異。盡管urdf在機器人工程領域非常普及,但很少有建筑設計和項目管理軟件解決方案支持其解析。如今的aeco業務工作流程主要基于建筑信息建模(building?information?modelling,bim),它采用工業基礎類(industry?foundation?classes,ifc)作為其基礎數據格式。因此,機器人工程和aeco的兩個領域之間的語言障礙需要采用格式轉換方法將urdf變換為ifc。
技術實現思路
1、本發明的目的是提供一種數據格式轉換方法以解決上述技術問題。
2、根據本發明的第一方面,提供了一種用于將以機器人為中心的數據格式調節為以建筑物為中心的數據格式以表示機器人的計算機實施方法。以機器人為中心的數據格式利用表示機器人的不可變形部件的多個連桿和描述連桿之間的關系的多個關節來表示機器人。所述方法包括:從以機器人為中心的數據格式提取機器人信息;創建機器人容器以將所述機器人建模為整體-部分結構;基于所提取的機器人信息將所述多個連桿和所述多個關節從以機器人為中心的數據格式變換為以建筑物為中心的數據格式;利用變換后的連桿和變換后的關節填充機器人容器;以及利用填充有變換后的連桿和變換后的關節的機器人容器來構建以建筑物為中心的數據格式。
3、根據本發明的第二方面,提供了一種用于將以機器人為中心的數據格式調節為以建筑物為中心的數據格式以表示機器人的計算機實施系統。以機器人為中心的數據格式利用表示機器人的不可變形部件的多個連桿和描述連桿之間的關系的多個關節來表示機器人。所述系統包括處理器,其被配置成:從以機器人為中心的數據格式提取機器人信息;創建機器人容器以將所述機器人建模為整體-部分結構;基于所提取的機器人信息將所述多個連桿和所述多個關節從以機器人為中心的數據格式變換為以建筑物為中心的數據格式;利用變換后的連桿和變換后的關節填充機器人容器;以及利用填充有變換后的連桿和變換后的關節的機器人容器來構建以建筑物為中心的數據格式。
1.一種基于工業基礎類的機器人數字表示及轉換實施方法和系統,將以機器人為中心的數據格式轉化為以建筑物為中心的數據格式,以進行機器人的數字表示,其中所述以建筑物為中心的數據格式利用表示所述機器人的不可變形部件的多個連桿和描述所述連桿之間的關系的多個關節來表示所述機器人,所述方法包括:
2.根據權利要求1所述的計算機實施方法,其中從所述以機器人為中心的數據格式提取機器人信息包括解析所述以機器人為中心的數據格式。
3.根據權利要求1所述的計算機實施方法,其中從所述以機器人為中心的數據格式提取機器人信息包括:
4.根據權利要求1所述的計算機實施方法,其中將所述多個連桿和所述多個關節從所述以機器人為中心的數據格式變換為所述以建筑物為中心的數據格式包括:
5.根據權利要求4所述的計算機實施方法,其中將所述多個連桿和所述多個關節從所述以機器人為中心的數據格式變換為所述以建筑物為中心的數據格式還包括針對每一連桿生成視覺表示。
6.根據權利要求5所述的計算機實施方法,其中所述視覺表示是框型視覺表示;并且所述對應的連桿類型物質實體由所述框型視覺表示的長度、寬度和高度指定。
7.根據權利要求5所述的計算機實施方法,其中所述視覺表示是圓柱型視覺表示;并且所述對應的連桿類型物質實體由所述圓柱型視覺表示的底面半徑和高度指定。
8.根據權利要求5所述的計算機實施方法,其中所述視覺表示是球體型視覺表示;并且所述對應的連桿類型物質實體由所述球體型視覺表示的半徑指定。
9.根據權利要求5所述的計算機實施方法,其中所述視覺表示是網格型視覺表示;并且所述對應的連桿類型物質實體由所述網格型視覺表示的網格模型指定。
10.根據權利要求1所述的計算機實施方法,其中將所述多個連桿和所述多個關節從所述以機器人為中心的數據格式變換為所述以建筑物為中心的數據格式還包括:
11.一種用于將以機器人為中心的數據格式調節為以建筑物為中心的數據格式以表示機器人的計算機實施系統,其中所述以機器人為中心的數據格式利用表示所述機器人的不可變形部件的多個連桿和描述所述連桿之間的關系的多個關節來表示所述機器人,所述系統包括處理器,所述處理器被配置成:
12.根據權利要求11所述的計算機實施系統,其中所述處理器還被配置成通過解析所述以機器人為中心的數據格式來從所述以機器人為中心的數據格式提取所述機器人信息。
13.根據權利要求11所述的計算機實施系統,其中所述處理器還被配置成通過以下操作從所述以機器人為中心的數據格式提取所述機器人信息:
14.根據權利要求11所述的計算機實施系統,其中所述處理器還被配置成通過以下操作將所述多個連桿和所述多個關節從所述以機器人為中心的數據格式變換為所述以建筑物為中心的數據格式:
15.根據權利要求14所述的計算機實施系統,其中所述處理器還被配置成通過針對每一連桿生成視覺表示來將所述多個連桿和所述多個關節從所述以機器人為中心的數據格式變換為所述以建筑物為中心的數據格式。
16.根據權利要求15所述的計算機實施系統,其中所述視覺表示是框型視覺表示;并且所述對應的連桿類型物質實體由所述框型視覺表示的長度、寬度和高度指定。
17.根據權利要求15所述的計算機實施系統,其中所述視覺表示是圓柱型視覺表示;并且所述對應的連桿類型物質實體由所述圓柱型視覺表示的底面半徑和高度指定。
18.根據權利要求15所述的計算機實施系統,其中所述視覺表示是球體型視覺表示;并且所述對應的連桿類型物質實體由所述球體型視覺表示的半徑指定。
19.根據權利要求15所述的計算機實施系統,其中所述視覺表示是網格型視覺表示;并且所述對應的連桿類型物質實體由所述網格型視覺表示的網格模型指定。
20.根據權利要求11所述的計算機實施系統,其中所述處理器還被配置成通過以下操作將所述多個連桿和所述多個關節從所述以機器人為中心的數據格式變換為所述以建筑物為中心的數據格式: