本發(fā)明大體上涉及數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，并且具體地說涉及用于將以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式(如統(tǒng)一機(jī)器人描述格式urdf)轉(zhuǎn)換為以建筑物為中心的工業(yè)基礎(chǔ)類數(shù)據(jù)格式，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)以數(shù)字方式表示機(jī)器人的計(jì)算機(jī)實(shí)施方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、機(jī)器人技術(shù)有望通過在危險(xiǎn)、重復(fù)和體力要求高的建筑任務(wù)中取代人類，從而提升建筑行業(yè)的生產(chǎn)效率。盡管其潛力早已被廣泛認(rèn)可，但大規(guī)模的建筑機(jī)器人應(yīng)用直到最近才變得可行。這一進(jìn)展得益于人工智能(ai)、智能傳感、控制論等多種技術(shù)的集體突破。初步證據(jù)表明，建筑機(jī)器人技術(shù)在解決長(zhǎng)期存在的低生產(chǎn)率、不足的安全管理以及不一致的質(zhì)量控制等問題方面具有顯著成效。傳統(tǒng)的建筑方法論預(yù)計(jì)很快將達(dá)到其極限，機(jī)器人在建筑環(huán)境中的廣泛應(yīng)用指日可待。
2、數(shù)字化機(jī)器人表示(digital?robot?representation,drr)是機(jī)器人開發(fā)及其在建筑等領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵。它可以在無需實(shí)際制造機(jī)器人的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同機(jī)器人配置及其與外部環(huán)境適配性的虛擬測(cè)試。這有助于關(guān)鍵機(jī)器人信息的交換、重用和跨部門、多學(xué)科間的協(xié)作與溝通。最常見的drr方法基于統(tǒng)一機(jī)器人描述格式(unified?robotdescription?format,urdf)。urdf格式提供了一個(gè)簡(jiǎn)潔的框架，以數(shù)字化方式表示機(jī)器人的組成、幾何結(jié)構(gòu)，以及運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方面的屬性。它從機(jī)器人工程的角度對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了實(shí)用抽象化，并降低了機(jī)器人開發(fā)的成本和資源消耗。
3、然而，現(xiàn)有的基于urdf的drr不易與建筑、工程、施工和運(yùn)營(yíng)(architecture,engineering,construction?and?operation，aeco)領(lǐng)域的既定工具和業(yè)務(wù)流程兼容。從業(yè)務(wù)視角來看，aeco活動(dòng)的目標(biāo)是設(shè)計(jì)、建造和維護(hù)建筑環(huán)境，而機(jī)器人技術(shù)的固有目標(biāo)是設(shè)計(jì)和開發(fā)能夠獨(dú)立操作的自動(dòng)化系統(tǒng)。這些不同的業(yè)務(wù)目標(biāo)導(dǎo)致了對(duì)drr的不同期望。機(jī)器人技術(shù)的內(nèi)向焦點(diǎn)使得現(xiàn)有的drr優(yōu)先考慮機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和接觸交互模擬等信息，而aeco專業(yè)人員更關(guān)注機(jī)器人集成對(duì)項(xiàng)目生產(chǎn)力、成本和空間設(shè)計(jì)的影響。從實(shí)施視角來看，機(jī)器人技術(shù)和aeco領(lǐng)域使用的數(shù)據(jù)格式存在很大差異。盡管urdf在機(jī)器人工程領(lǐng)域非常普及，但很少有建筑設(shè)計(jì)和項(xiàng)目管理軟件解決方案支持其解析。如今的aeco業(yè)務(wù)工作流程主要基于建筑信息建模(building?information?modelling，bim)，它采用工業(yè)基礎(chǔ)類(industry?foundation?classes，ifc)作為其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)格式。因此，機(jī)器人工程和aeco的兩個(gè)領(lǐng)域之間的語言障礙需要采用格式轉(zhuǎn)換方法將urdf變換為ifc。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換方法以解決上述技術(shù)問題。
2、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于將以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式調(diào)節(jié)為以建筑物為中心的數(shù)據(jù)格式以表示機(jī)器人的計(jì)算機(jī)實(shí)施方法。以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式利用表示機(jī)器人的不可變形部件的多個(gè)連桿和描述連桿之間的關(guān)系的多個(gè)關(guān)節(jié)來表示機(jī)器人。所述方法包括：從以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式提取機(jī)器人信息；創(chuàng)建機(jī)器人容器以將所述機(jī)器人建模為整體-部分結(jié)構(gòu)；基于所提取的機(jī)器人信息將所述多個(gè)連桿和所述多個(gè)關(guān)節(jié)從以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式變換為以建筑物為中心的數(shù)據(jù)格式；利用變換后的連桿和變換后的關(guān)節(jié)填充機(jī)器人容器；以及利用填充有變換后的連桿和變換后的關(guān)節(jié)的機(jī)器人容器來構(gòu)建以建筑物為中心的數(shù)據(jù)格式。
3、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于將以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式調(diào)節(jié)為以建筑物為中心的數(shù)據(jù)格式以表示機(jī)器人的計(jì)算機(jī)實(shí)施系統(tǒng)。以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式利用表示機(jī)器人的不可變形部件的多個(gè)連桿和描述連桿之間的關(guān)系的多個(gè)關(guān)節(jié)來表示機(jī)器人。所述系統(tǒng)包括處理器，其被配置成：從以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式提取機(jī)器人信息；創(chuàng)建機(jī)器人容器以將所述機(jī)器人建模為整體-部分結(jié)構(gòu)；基于所提取的機(jī)器人信息將所述多個(gè)連桿和所述多個(gè)關(guān)節(jié)從以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式變換為以建筑物為中心的數(shù)據(jù)格式；利用變換后的連桿和變換后的關(guān)節(jié)填充機(jī)器人容器；以及利用填充有變換后的連桿和變換后的關(guān)節(jié)的機(jī)器人容器來構(gòu)建以建筑物為中心的數(shù)據(jù)格式。
1.一種基于工業(yè)基礎(chǔ)類的機(jī)器人數(shù)字表示及轉(zhuǎn)換實(shí)施方法和系統(tǒng)，將以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化為以建筑物為中心的數(shù)據(jù)格式，以進(jìn)行機(jī)器人的數(shù)字表示，其中所述以建筑物為中心的數(shù)據(jù)格式利用表示所述機(jī)器人的不可變形部件的多個(gè)連桿和描述所述連桿之間的關(guān)系的多個(gè)關(guān)節(jié)來表示所述機(jī)器人，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施方法，其中從所述以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式提取機(jī)器人信息包括解析所述以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施方法，其中從所述以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式提取機(jī)器人信息包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施方法，其中將所述多個(gè)連桿和所述多個(gè)關(guān)節(jié)從所述以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式變換為所述以建筑物為中心的數(shù)據(jù)格式包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施方法，其中將所述多個(gè)連桿和所述多個(gè)關(guān)節(jié)從所述以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式變換為所述以建筑物為中心的數(shù)據(jù)格式還包括針對(duì)每一連桿生成視覺表示。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施方法，其中所述視覺表示是框型視覺表示；并且所述對(duì)應(yīng)的連桿類型物質(zhì)實(shí)體由所述框型視覺表示的長(zhǎng)度、寬度和高度指定。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施方法，其中所述視覺表示是圓柱型視覺表示；并且所述對(duì)應(yīng)的連桿類型物質(zhì)實(shí)體由所述圓柱型視覺表示的底面半徑和高度指定。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施方法，其中所述視覺表示是球體型視覺表示；并且所述對(duì)應(yīng)的連桿類型物質(zhì)實(shí)體由所述球體型視覺表示的半徑指定。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施方法，其中所述視覺表示是網(wǎng)格型視覺表示；并且所述對(duì)應(yīng)的連桿類型物質(zhì)實(shí)體由所述網(wǎng)格型視覺表示的網(wǎng)格模型指定。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施方法，其中將所述多個(gè)連桿和所述多個(gè)關(guān)節(jié)從所述以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式變換為所述以建筑物為中心的數(shù)據(jù)格式還包括：
11.一種用于將以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式調(diào)節(jié)為以建筑物為中心的數(shù)據(jù)格式以表示機(jī)器人的計(jì)算機(jī)實(shí)施系統(tǒng)，其中所述以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式利用表示所述機(jī)器人的不可變形部件的多個(gè)連桿和描述所述連桿之間的關(guān)系的多個(gè)關(guān)節(jié)來表示所述機(jī)器人，所述系統(tǒng)包括處理器，所述處理器被配置成：
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施系統(tǒng)，其中所述處理器還被配置成通過解析所述以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式來從所述以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式提取所述機(jī)器人信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施系統(tǒng)，其中所述處理器還被配置成通過以下操作從所述以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式提取所述機(jī)器人信息：
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施系統(tǒng)，其中所述處理器還被配置成通過以下操作將所述多個(gè)連桿和所述多個(gè)關(guān)節(jié)從所述以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式變換為所述以建筑物為中心的數(shù)據(jù)格式：
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施系統(tǒng)，其中所述處理器還被配置成通過針對(duì)每一連桿生成視覺表示來將所述多個(gè)連桿和所述多個(gè)關(guān)節(jié)從所述以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式變換為所述以建筑物為中心的數(shù)據(jù)格式。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施系統(tǒng)，其中所述視覺表示是框型視覺表示；并且所述對(duì)應(yīng)的連桿類型物質(zhì)實(shí)體由所述框型視覺表示的長(zhǎng)度、寬度和高度指定。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施系統(tǒng)，其中所述視覺表示是圓柱型視覺表示；并且所述對(duì)應(yīng)的連桿類型物質(zhì)實(shí)體由所述圓柱型視覺表示的底面半徑和高度指定。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施系統(tǒng)，其中所述視覺表示是球體型視覺表示；并且所述對(duì)應(yīng)的連桿類型物質(zhì)實(shí)體由所述球體型視覺表示的半徑指定。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施系統(tǒng)，其中所述視覺表示是網(wǎng)格型視覺表示；并且所述對(duì)應(yīng)的連桿類型物質(zhì)實(shí)體由所述網(wǎng)格型視覺表示的網(wǎng)格模型指定。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計(jì)算機(jī)實(shí)施系統(tǒng)，其中所述處理器還被配置成通過以下操作將所述多個(gè)連桿和所述多個(gè)關(guān)節(jié)從所述以機(jī)器人為中心的數(shù)據(jù)格式變換為所述以建筑物為中心的數(shù)據(jù)格式：