CN104143040B - 移动自动化环境中的人员安全措施 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方式涉及移动自动化环境中的人员安全措施，公开了用于操作包括工件的工作空间中的移动自动化工作站的计算机实施的系统和方法。计算机设备定义具有外排斥面的排斥体积，该外排斥面至少部分围绕可操作地设置在工作空间中的移动工作站。计算机设备接收来自至少一个传感器的数据并且基于所述数据来确定在工作空间内的工作站和人员的位置。计算机设备在检测到人员突破排斥体积或排斥面后，激活指示器并且更改工作站的运动。

Description

移动自动化环境中的人员安全措施
技术领域
本公开内容涉及用于保护靠近自动化制造机器工作的人员的系统的方法。
背景技术
自动化制造，例如在装配线上发生的自动化制造，可能涉及一系列实施机器人系统以执行各种制造任务的工作站。这些任务可能包括对从一个工作站到下一个工作站顺序移动的产品进行加工、装配和测试。除了自动化过程之外，在产品前进通过这样的装配线期间可能由人员来执行手工制造过程。工作在装配线上的人员可能例如通过竖起物理屏障被分成自动化任务在其中执行的区域，物理屏障防止进入到在其中占用人在机器人的操作期间可能被机器人伤害的区域。
装配线可能不适合于对大型工件执行制造过程，大型工件比如飞机机身和机翼、风车涡轮机、大型船舶船体、导弹弹体、坦克和其它这样的大型工件。相反，可以将执行制造过程的移动工作站移动到靠近大型工件的要对其执行操作的部位的各种位置。然而，这样的移动性可能增加对也处在工作空间中的任何人员的受伤的风险。此外，随这样的工作站所包括的任何机器人或机器的操作可能对工作空间的占用人造成不可接受的危险。
发明内容
公开了用于操作包括工件的工作空间中的移动自动化工作站的计算机实施的系统和方法。计算机设备定义具有外排斥面的排斥体积，该外排斥面至少部分围绕可操作地设置在工作空间中的移动工作站。计算机设备接收来自至少一个传感器的数据并且基于所述数据来确定在工作空间内的工作站和人员的位置。计算机设备在检测到人员突破排斥体积或排斥面后，激活指示器并且更改工作站的运动。
根据本公开的一方面，提供一种用于操作移动自动化工作站的计算机实施的方法，包括：使用计算机设备定义具有外排斥面的排斥体积，所述外排斥面至少部分围绕可操作地设置在工作空间中的移动工作站；在所述计算机设备处接收来自至少一个传感器的数据；使用所述计算机设备基于所述数据来确定在所述工作空间内的所述工作站的位置；使用所述计算机设备基于所述数据来确定在所述工作空间内人员的位置；以及，在检测到所述人员与所述排斥体积重叠和所述人员越过所述排斥面中的至少一个后，执行使用所述计算机设备激活指示器和使用所述计算机设备更改预先确定的所述移动工作站的移动中的至少一个。
根据本公开的一个实施方式，该方法还包括：使用所述计算机设备定义具有外缓冲面的缓冲体积，所述缓冲面至少部分围绕所述移动工作站和所述排斥体积，其中所述缓冲面上的点比所述排斥面上的如下点更远离最靠近所述缓冲面上的所述点的、所述工作站上的点，所述排斥面上的所述点最靠近所述工作站上的所述点。
根据本公开的一个实施方式，定义排斥体积和定义缓冲体积的步骤中的至少一个基于安全标准或政府规制中的至少一个。
根据本公开的一个实施方式，定义排斥体积的步骤和定义缓冲体积的步骤在预先确定的所述工作站的运动之前发生，并且所述排斥体积和所述缓冲体积封闭由所述预先确定的所述工作站的运动定义的包络。
根据本公开的一个实施方式，定义排斥体积的步骤基于安全标准或政府规制中的至少一个。
根据本公开的一个实施方式，在所述工作站进行相对于所述工作空间的平移运动的同时执行定义排斥体积的步骤。
根据本公开的一个实施方式，所述定义步骤在预先确定的所述工作站的运动之前发生，并且所述排斥体积封闭由所述预先确定的所述工作站的运动定义的包络。
根据本公开的一个实施方式，所述执行步骤包括在检测到所述人员与所述排斥体积重叠和所述人员越过所述排斥面中的至少一个后，执行使用所述计算机设备激活指示器和使用所述计算机设备更改预先确定的所述移动工作站的移动这二者。
根据本公开的另一个方面，提供一种用于操作移动自动化工作站的系统，包括：移动工作站，被可转移地设置在工作空间内，所述工作空间被配置为容纳工件；处理器和包括指令的有形计算机可读介质，所述指令在由所述处理器执行时：定义具有外排斥面的排斥体积，所述外排斥面至少部分围绕可操作地设置在所述工作空间中的所述移动工作站；基于接收的来自至少一个传感器的数据来确定在所述工作空间内的所述工作站的位置；基于接收的来自所述至少一个传感器的所述数据来确定在所述工作空间内的人员的位置；以及，在检测到所述人员与所述排斥体积重叠和所述人员越过所述排斥面中的至少一个后，执行激活指示器和更改预先确定的所述移动工作站的移动中的至少一个。
根据本公开的一个实施方式，所述有形计算机可读介质还包括在由所述处理器执行时定义具有外缓冲面的缓冲体积的指令，所述外缓冲面至少部分围绕所述移动工作站和所述排斥体积，其中所述缓冲面上的点比所述排斥面上的如下点更远离最靠近所述缓冲面上的所述点的、所述工作站上的点，所述排斥面上的所述点最靠近所述工作站上的所述点。
根据本公开的一个实施方式，在由所述处理器执行时定义缓冲体积的所述指令和在由所述处理器执行时定义排斥体积的所述指令中的至少一个指令基于安全标准或政府规制。
根据本公开的一个实施方式，在由所述处理器执行时定义排斥体积的所述指令基于安全标准或政府规制。
根据本公开的一个实施方式，所述的系统还包括所述至少一个传感器，被安装在所述工作站上并且被配置为检测在所述工作空间内的所述工作站的位置。
根据本公开的一个实施方式，所述至少一个传感器被配置为检测所述工作空间的至少一个占用人的位置。
根据本公开的一个实施方式，有形计算机可读介质还包括在由所述处理器执行时定义封闭包络的排斥体积的指令，所述包络由预先确定的所述工作站的运动定义。
根据本公开的另一个方面，提供一种用于操作移动自动化工作站的计算机程序产品，包括：包括指令的有形计算机可读介质，所述指令在由处理器执行时：定义具有外排斥面的排斥体积，所述外排斥面至少部分围绕可操作地设置在工作空间中的移动工作站；基于接收的来自至少一个传感器的数据来确定在所述工作空间内的所述工作站的位置；基于接收的来自所述至少一个传感器的所述数据来确定在所述工作空间内的人员的位置；以及，在检测到所述人员与所述排斥体积重叠和所述人员越过所述排斥面中的至少一个后，执行激活指示器和更改预先确定的所述移动工作站的移动中的至少一个。
根据本公开的一个实施方式，所述有形计算机可读介质还包括在由所述处理器执行时定义具有外缓冲面的缓冲体积的指令，所述外缓冲面至少部分围绕所述移动工作站和所述排斥体积，其中所述缓冲面上的点比所述排斥面上的如下点更远离最靠近所述缓冲面上的所述点的、所述工作站上的点，所述排斥面上的所述点最靠近所述工作站上的所述点。
根据本公开的一个实施方式，在由所述处理器执行时定义缓冲体积的所述指令和在由所述处理器执行时定义排斥体积的所述指令中的至少一个指令基于安全标准或政府规制。
根据本公开的一个实施方式，在由所述处理器执行时定义排斥体积的所述指令基于安全标准或政府规制。
根据本公开的一个实施方式，有形计算机可读介质还包括在由所述处理器执行时定义封闭包络的排斥体积的指令，所述包络由预先确定的所述工作站的运动定义。
附图说明
在附图中，图示如下结构和方法，其连同以下提供的说明描述用于提供移动自动化环境中的人员安全的系统和方法的方面。将注意到，单个部件可以被设计成多个组件并且多个部件可以被设计成单个组件。
此外，在附图和下文的描述中，贯穿附图和书面描述，使用相同的附图标记来分别指示同样的部分。对应于附图中的元件的多个实例的附图标记以小写字母字符结束(例如，104a，104b，104c)以特别标识不同的元件，而这样的元件可以使用附图标记(例如，104)来共同标识。出于图示的方便，附图未按比例绘制并且特定部分的比例已经被放大。
图1是根据本发明的教导的包括移动工作站106的工作空间101的图解说明。
图2是用于在包括移动工作站106的自动化制造环境中提供人员安全的过程200的框图。
图3是计算设备130的框图图示。
具体实施方式
参考图1，示出了用于实施本发明的教导的飞机装配工作空间101。装配工作空间101具有足够的尺寸以容纳工件102，工件102在图1中是具有机身和机翼的飞机。工作空间101可能由人员104a-104g和自动化工作站106所占用以同时执行对工件102的装配或其他制造任务。例如，多个人类操作员104a-104g中任一个或者移动自动化工作站106可能在工件102的周围的各种不同的位置执行制造任务，比如铆接、钻孔、装配、胶合、布线、打磨、油漆或安装部件。另外，人类操作员104a-104g和工作站106都可能同时执行它们的任务并且彼此极为靠近。根据本教导的一个方面，工作站106可以在由一个或多个个体(比如人员104)的控制下、通过自动化过程或者二者的组合来执行任务。
根据本发明教导的一个方面，移动工作站106包括底座107，在底座107上安装机器人108以便对工件102执行制造任务。机器人108可以是六轴关节式机器人108。末端执行器109被安装到机器人臂110并且可以对工件102执行各种任务。可以被安装到臂110的各种类型的末端执行器109包括但不限于夹持器、焊枪和元件、真空泵、喷灯、涂料喷头、打磨机、铆钉机、钻孔机、以及还有其他操作元件。末端执行器109的移动可以定义包络113，其中在包络113内的任何对象，比如人员104，将会与末端执行器109或臂110接触。还能够针对工作站106的任何部分或者工作站106的整体的运动确定包络113。机器人108的动作由机器人控制器111控制，机器人控制器111可以包含用于执行计算机可读指令的电路装置(比如计算机处理器)、用于存储和写入这样的指令的非瞬态可读计算机、用于向机器人108传送指令和从其接收信息的通信接口、以及用于给机器人108提供功率的电源。六轴机器人可能相对具有更少自由度的机器人具有改进的灵活性，但是根据本公开内容具有比六个轴更少的轴的机器人108也能够被实施。此外，工作站106可以包括用于对工件102执行任务的非机器人的机器。例如，根据本发明的教导可以随工作站106包括需要人类控制的自动化机制或半自动化机制，来执行可以由机器人108或人员104执行的任务。如本文所使用的，术语工作站106包括任何机器人108或者安装在工作站106上或以其他方式与工作站106相关联的、执行分配给工作站106的制造任务的其他机器。
进一步参考图1，移动工作站106是自推进的并且可以遍及工作空间101进行平移运动，例如沿着路径111a–111c中的一个。工作站106可以被定位在工件102周围的不同的位置，或者以其他方式定位在工作空间101内。所示的工作站106可以利用机动化的可转向轮在工作空间101中到处移动。可替换地，可以使用其他机制来移动工作站106，比如设置在工作空间101中各处的各种位置的轨道、雪橇、牵引电动滑橇底座、或者可以在工作空间101中各处移动工作站106的任何其它设备或系统。
继续参考图1，自动化移动工作站106包括机载计算设备130，其提供根据本发明的教导连续不断地接收并分析数据的计算环境。应当注意，计算设备130不必是工作站106机载的，但可以改为对于工作站106远程放置。可以被配置成根据本发明的教导进行操作的合适的计算设备130的示例包括但不限于通用计算机、计算机化的机器人控制器、可编程逻辑控制器(PLC)或其他计算设备。传感器112a–112c可以被设置在移动工作站106上，并且检测工作空间101中的从工作站106向外设置的对象，比如传感器112a，或者被提供在远离移动工作站106的其他位置，比如停车区域140内的传感器112b，或者靠近工件102设置的传感器112c。传感器112b–112c可以检测工作空间中的各种对象，包括人员104以及工作站106和114。传感器112的说明性但非穷举的示例包括靠近度传感器，可见光传感器，光学、激光和红外线传感器设备。传感器112可以向计算设备130提供实时数据，计算设备130根据该实时数据可以确定工作空间101的任何人员104或者移动工作站106、114的位置、存在、运动、加速度、速度或速率。实时数据可以包括计算设备130和传感器112a–112c之间的多个通信交互。
基于从传感器112a–112c中的一个或多个接收到的数据，计算设备130确定具有排斥面117的排斥体积116。计算设备130也能够确定具有缓冲面119的缓冲体积118，和具有第二缓冲面121的第二缓冲体积120。排斥体积116能够至少部分地围绕工作站106。例如，排斥体积116可以除了工作站底下以外围绕工作站106，因为由于地板的存在人员104进入到工作站106底下的位置极不可能或不能实现。此外，安全标准、规则、规范或法规可能不需要减轻人员104从某些方向接近工作站106。可替换地，排斥体积116可以完全围绕工作站106。缓冲体积118至少部分地围绕排斥体积116，第二缓冲体积120至少部分地围绕缓冲体积118。根据本发明的教导的其它方面，缓冲体积118完全围绕排斥体积116，第二缓冲体积120完全围绕缓冲体积118，或者二者。根据本发明教导的一个方面，缓冲面119上的任何点与最靠近工作站106上的最近点的排斥面117上的点相比，更远离工作站106上的前述点。该准则确保缓冲面119上的任何点会有在缓冲面119和工作站106之间的排斥面117上的点。类似的，第二缓冲面121上的任何点与最靠近工作站106上的最近点的缓冲面119上的点相比，更远离工作站106上的最近点。
物理边界115防止人员进入排斥体积116或突破排斥面117。物理边界115的适合的形式包括但不限于屏障、导轨或墙壁。此外，这样的物理边界115可以与排斥面117、缓冲面119和第二缓冲面121中的一个或多个重合。可替换地，物理边界可以在任何适当的位置被安装到工作站106，而不论是否与排斥面117、缓冲面119或第二缓冲面121重合。
根据本发明教导的一个方面，排斥体积116和排斥面117、缓冲体积118和缓冲面119、以及第二缓冲体积120和缓冲面121都被动态地确定，包括但不限于在期间工作站106相对于工作空间101移动的那些时间，不管该运动是工作站106遍及工作空间110移动，还是在工作站106相对于工作空间101是静止的同时安装到工作站106的机器人108移动。如本文所使用的，工作站106的运动可以包括遍及工作空间101的整个工作站106的运动，比如当底座107和机器人108遍及工作空间移动时，或者工作站106的部分相对于工作空间101的运动，比如当底座一时静止并且机器人108相对于工作空间101处于运动中。此外，术语“移动工作站”106表示整个工作站106可相对于工作空间101移动。
计算设备130可以由于检测到人员104位于排斥体积116、缓冲体积118和第二缓冲体积120中的一个之内，或者由于突破了排斥面117、缓冲面119和第二缓冲面121，而激活指示器124a–124c。虽然所图示的排斥体积116、缓冲体积118和第二缓冲体积120具有立方体的形状并且排斥面117、缓冲面119和第二缓冲面121具有矩形形状，但是根据本公开内容，各种各样体积的形状和相应面都是可能的。指示器124a位于工作站106上，指示器124b由人员104g佩戴，并且指示器124c中位于工作空间101中的一个位置，使得它可以向人员104传送警报以警告他们工作站106所呈现的危险状态。例如，指示器124可以是听觉的、视觉的警报，或者在指示器124b的情况下是能够产生振动的警报，或者是前述的组合。根据本发明教导的另一方面，位于人员104g上的指示器124b可以提供多种功能，包括计算设备130提供传感器位置数据。
可以响应于排斥体积116和排斥面117、缓冲体积118和缓冲面119以及第二缓冲体积120和缓冲面121的各种突破而由计算设备130激活多个区分的警报。检测到人员104位于排斥体积116、缓冲体积118和第二缓冲体积120中的任一个之内，或者突破排斥面117、缓冲面119和第二缓冲面121，也可以导致计算设备130更改工作站106的运动。例如，在这种情况下，工作站106可以基于确定人员位于排斥体积116、缓冲体积118和第二缓冲体积120中的任一个或多个之内，或者突破排斥面117、缓冲面119和第二缓冲面121，而减慢它的移动、限制某些运动范围、或者完全停止。在一个示例中，指示器124可以显示绿灯，指示安全的或“全清除”条件，其中所有人员都在排斥和缓冲体积外部并且尚未突破排斥面和缓冲面，并且可以继续安全工作而不采取任何动作。人员104c存在于第二缓冲体积120内(但不在缓冲体积118内)可以触发“小心”警报条件。这样的条件也能够导致工作站106减慢或以其他方式更改其运动。人员104b存在于缓冲体积118内(但不在排斥体积116内)可以触发“提高的警告”警报条件。这样的条件也能够导致例如工作站106进一步减慢或停止。人员104a存在于排斥体积116内可以触发“高位警告”警报条件。这样的条件也能够导致例如工作站106完全停止。“小心”警报、“提高的警告”警报和“高位警告”警报可以通过实施用于由指示器124产生的视觉警报的不同的颜色编码、或者用于由指示器124产生的听觉警报的不同声音来进行区分。
继续参考图1，停车区域140是移动工作站106可以移动到并进入停车状态的工作空间101中的部分，在停车状态中，不对工件102执行工作并且人员104被允许进入排斥体积116和排斥面117、缓冲体积118和缓冲面119以及第二缓冲体积120和缓冲面121或者被发现在其中，而不激活对应警报中的任一个或者改变工作站106的移动。停车区域140可以可替换地被定义为工作站106执行停车指令的工作空间101内的任何位置，其中工作站106停止任何移动或操作，并且允许人员104接近而不激活任何对应警报。
在本发明教导的另一方面中，本文所描述的系统还可以在单独工作站114、或者围绕这样的工作站114的区带150被发现位于排斥体积116、缓冲体积118或第二缓冲体积120之内或者突破排斥面117、缓冲面119或第二缓冲面121的情况下激活指示器124中的一个或多个并且更改工作站105的运动。
参考图2，用于在工作空间101中提供人员安全的过程200包括在步骤202，使用计算设备130确定工作空间101中的移动工作站106的位置。这样的确定可以通过在计算设备130处接收到来自传感器112a–112c之一的数据而发生。根据本发明的教导的一个方面，传感器112a–112c具有足够的灵敏度，以提供足以确定移动工作站106和任何机器人108或者随工作站106所包括的其他机器相对于工作空间101的定位的数据。根据本发明的教导的其它方面，关于机器人108的位置的数据可以通过接收到来自机器人控制器111的数据来确定，机器人控制器111包括关于机器人108的各种自由度的数据。这样的信息可以与传感器信息212a–212c一起使用以准确地确定工作站106的位置。
在步骤204中，通过计算设备130确定排斥体积116、排斥面117、或者二者。在步骤206中，通过计算设备130确定缓冲体积118、缓冲面119、或者二者。在工作站106的操作或移动期间，步骤204和206可以连续不断地执行，更新排斥体积116和排斥面117、缓冲体积118和缓冲面119中的任何一个或多个。缓冲体积118和缓冲面119不需要在确定了排斥体积116和排斥面117中的一个或二者之后确定，而是可以改为在步骤202之前、之后或期间确定。此外，还可以在确定排斥体积116或排斥面117、缓冲体积118和缓冲面119或者任何其他缓冲体积或缓冲面中的任何一个或多个之前、期间或同时，确定任何附加的缓冲体积和缓冲面，比如第二缓冲体积120和第二缓冲面121。
应当注意，排斥体积116和排斥面117、缓冲体积118和缓冲面119以及任何附加的缓冲体积和缓冲面(比如第二缓冲体积120和缓冲面121)不需要相对于工作空间101进行定义，而是可以相对于应用于工作空间101内的占用人104或工件102的任何参考框架进行定义。可以发现排斥体积116和排斥面117、缓冲体积118和缓冲面119以及任何附加的缓冲体积和缓冲面(比如第二缓冲体积120和缓冲面121)处于工作空间101中的移动工作站106外部的位置。排斥体积116和排斥面117、缓冲体积118和缓冲面119以及任何附加的缓冲体积和缓冲面中的任何一个或多个可以基于在多个来源内指定的、由多个来源定义的或根据多个来源得出的一个多个安全规则来定义，该多个来源包括本地、联邦或其他政府实体的安全规范或规制、以及由非政府组织(例如，国家防火协会(NFPA)、国际标准化组织(ISO)、美国劳工部的职业安全与健康管理局(OSHA))公布的规范或标准。根据本发明的教导的一个方面，排斥体积116和排斥面117、缓冲体积118和缓冲面119、以及附加的缓冲体积和缓冲面中的一个或多个可以被定义为使得人员104和移动工作站106能够安全地占用关于工件102的工作空间101中的邻近区域并且执行任务，这样的任务包括对工件102执行的制造、装配和其他操作。在本发明的教导的一个方面中，可以通过包括工作空间101包围比如包络113的包络的那些部分来定义排斥体积116和排斥面117、缓冲体积118和缓冲面119、以及附加的缓冲体积和缓冲面中的任何一个或多个。这样的包络可以继而通过将由工作站106，包括工作站106上的任何机器人108或其他机器，进行的预先确定的运动范围或可能的运动来定义。根据本发明的教导的一个方面，排斥体积116和排斥面117根据选择的安全标准、规范、规制或规则来定义工作站106的用于安全操作或移动的限制。排斥体积116和排斥面117、缓冲体积118和缓冲面119、以及附加的缓冲体积和缓冲面中的一个或多个可以被选择为防止或减轻对人员104的伤害。根据本发明的教导的另一方面，诸如屏障、导轨或墙壁的物理边界115可以与排斥面117、缓冲面119以及第二缓冲面121中的一个或多个重合。
进一步参考图2，在步骤208，计算设备130分析传感器112a–112c的数据，以确定工作空间101内的占用人104的位置。在步骤210中，计算设备130确定工作空间101内的任何占用人104是否已经突破排斥体积116和排斥面117或者缓冲体积118和缓冲面119中的任何一个。如果计算设备130确定突破尚未发生，则在步骤212中，工作站106继续执行它的制造任务。例如，工作站106可以开始或继续对工件102的制造或装配或其他操作或任务，或者工作站106可以移动到工作空间区域101中的另一位置。
如果计算设备130确定突破已经发生，则在步骤214中，计算设备130确定排斥体积116和排斥面117、以及缓冲体积118和缓冲面119中的哪个已被突破。在步骤216中，计算设备130激活对应于在步骤214中被突破的体积或面的指示器124，并且在步骤218，更改工作站106的运动。根据本发明的教导的一个方面，在步骤216中激活的指示器124的类型和在步骤218进行的更改的运动的类型可能取决于被突破的体积或面或二者。例如，如果排斥体积116和排斥面117、以及缓冲体积118和缓冲面119中的全部已经被突破，则指示器124a–124c可以激活对应于排斥体积116或排斥面117或这二者的突破的警报，因为这样的突破可能具有比仅缓冲体积118或缓冲面119的突破更大的伤害人员的可能性。根据本发明教导的另一方面，步骤216和218可以包括激活与已经被突破的体积或面相关联的听觉警报，并且工作站106可能停下来，直到过程200继续并且确定不再有突破。
在本发明的教导的一个方面中，计算设备130允许例外，其中排斥体积116和排斥面117、缓冲体积118和缓冲面119以及任何附加的缓冲体积和缓冲面(比如第二缓冲体积120和缓冲面121)中的一个或多个可以被违反，而步骤214和216被旁路，允许工作站继续制其造任务。例如，喷漆技师可以占用定位在排斥体积116内的控制站，并且例如通过在键区输入由计算设备130识别的密码，或者通过携带由包括RFID标签读取器的计算设备130识别的RFID标签，来手工地旁路步骤214和216。
在步骤220中，计算设备130指示工作站106行进到停车区域140，其中工作站106可以被断电，并且可以允许人员104接近工作站106而不激活指示器124a–124c，以例如维护或修理工作站106。在本发明的教导的另一方面中，工作站106可以被其在工作空间101内的位置置于停车状态中，从而有效地提供其中进入停车状态的可用位置的宽的范围。
包括在图2中所示的步骤的本发明的教导的方面可以通过使用计算设备130执行计算机程序指令来实现。可以将图2中所示的过程200的步骤编写成一个或多个计算机可读和可执行的指令。此外，可以以和过程200中描绘的序列不同的序列来执行过程200的步骤。例如，相继示出的过程200的两个步骤中可以基本上并发地执行或者以与所描绘的相反的次序来执行。
参考图3，计算设备130包括驻留在非瞬态计算机可读存储器304上、或非瞬态计算机可读存储介质306上的指令302。这样的指令302当被中央处理单元(CPU)308执行时，可以执行本文所描述的方法，例如，结合图2所描述的。输入–输出(I/O)设备310被配置为通过网络基础设施320接收来自多个工作空间101的数据源318a–318z(比如，图1中所示的传感器211a–212c)的数据。
可以根据本发明的教导来实施一个或多个非瞬态计算机可读介质306或存储器304或者二者的任意组合。计算机可读存储介质306可以是，但不限于，电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者前述的任何合适的组合。非瞬态计算机可读介质306或存储器304的附加示例包括但不限于便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储设备、磁存储设备、或前述的任何合适的组合。
指令302可以被编写成计算机程序代码以便实现本发明教导的方面。指令302可以被编写成一种或多种编程语言的任意组合，编程语言包括面向对象的编程语言，比如Java、Smalltalk、C++，以及传统的过程编程语言，比如“C”编程语言。除了在单个的计算设备130执行指令和接收数据，这些任务可以通过分布式计算设备来执行，其可以通过包括局域网(LAN)或广域网的计算机网络与工作站106、机器人控制器111、传感器112a–112c或本发明的教导的其它方面进行通信。
多个附加计算设备130可以被安装在工作站106中并且/或者远程地安装，以监视输入数据，从而提供冗余的计算能力。传感器112a–112c也可以以冗余布置进行提供，从而如果传感器112a–112c失效，则其他传感器可以继续监视并收集来自工作空间101的数据。
如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。在本发明的教导中，包括在权利要求书描述的，以及在附图中图示的特定示例和元件可以通过独有的形容词与其他示例和元件相区分或者以其他方式被标识(例如，“第一”元件区分于多个元件中的“第二”和“第三”元件，“主要的”区分于“次要的”一个或“另一”项目等)。这样的标识形容词不被解释为将权利要求限制为任何具体图示的元件，或者暗含任何要求保护的元件、限制或过程步骤的任何优先、次序或等级。在不脱离所要求保护的范围的前提下，本发明教导的许多修改和变型将是清楚的。

Claims (16)

1.一种用于操作移动自动化工作站的计算机实施的方法，包括：
在计算机设备处接收来自一个或多个传感器的实时数据，所述一个或多个传感器包括提供在所述移动自动化工作站上的传感器以及提供在远离所述移动自动化工作站的位置处的至少一个传感器；
所述实时数据包括所述计算机设备和所述一个或多个传感器之间的多个通信交互；
基于从所述一个或多个传感器接收的实时数据，使用计算机设备定义具有外排斥面的排斥体积，所述外排斥面至少部分围绕可操作地设置在工作空间中的移动自动化工作站；
使用所述计算机设备定义具有外缓冲面的缓冲体积，所述缓冲面至少部分围绕所述移动自动化工作站和所述排斥体积，其中所述缓冲面上的点比所述排斥面上的点更加远离所述移动自动化工作站上与所述缓冲面上的所述点最靠近的点，所述排斥面上的所述点与所述移动自动化工作站上的所述点最靠近；
使用所述计算机设备基于从所述一个或多个传感器接收的数据来确定在所述工作空间内的所述移动自动化工作站的位置；
使用所述计算机设备基于从所述一个或多个传感器接收的数据来确定在所述工作空间内人员的位置；以及，
在所述移动自动化工作站操作或者移动期间更新所述排斥体积、排斥面、缓冲体积、缓冲面、人员的位置中的任一个位置；和
在检测到所述人员与所述排斥体积或缓冲体积重叠和所述人员越过所述排斥面或缓冲面中的至少一个后，执行使用所述计算机设备激活指示器和使用所述计算机设备更改预先确定的所述移动自动化工作站的移动中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的方法，其中定义缓冲体积的步骤中的至少一个是基于安全标准或政府规制中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的方法，其中定义排斥体积的步骤和定义缓冲体积的步骤在预先确定的所述移动自动化工作站的运动之前发生，并且所述排斥体积和所述缓冲体积封闭由所述预先确定的所述移动自动化工作站的运动定义的包络。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中定义排斥体积的步骤基于安全标准或政府规制中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的方法，其中在所述移动自动化工作站进行相对于所述工作空间的平移运动的同时执行定义排斥体积的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述定义步骤在预先确定的所述移动自动化工作站的运动之前发生，并且所述排斥体积封闭由所述预先确定的所述移动自动化工作站的运动定义的包络。
7.一种用于操作移动自动化工作站的系统，包括：
移动自动化工作站，被可转移地设置在工作空间内，所述工作空间被配置为容纳工件；
一个或多个传感器，所述一个或多个传感器包括提供在所述移动自动化工作站上的传感器和提供在远离所述移动自动化工作站的位置处的至少一个传感器；
处理器和包括指令的有形计算机可读介质，所述指令在由所述处理器执行时：
基于来自所述一个或多个传感器的实时数据，来定义具有外排斥面的排斥体积，所述实时数据包括所述计算机设备和所述一个或多个传感器之间的多个通信交互，所述外排斥面至少部分围绕可操作地设置在所述工作空间中的所述移动自动化工作站；
定义具有外缓冲面的缓冲体积，所述外缓冲面至少部分围绕所述移动自动化工作站和所述排斥体积，其中所述缓冲面上的点比所述排斥面上的点更加远离所述移动自动化工作站上与所述缓冲面上的所述点最靠近的点，所述排斥面上的所述点与所述移动自动化工作站上的所述点最靠近；
基于接收的来自所述一个或多个传感器的数据来确定在所述工作空间内的所述移动自动化工作站的位置；
基于接收的来自所述一个或多个传感器的所述数据来确定在所述工作空间内的人员的位置；以及，
在所述移动自动化工作站操作或者移动期间更新所述排斥体积、排斥面、缓冲体积、缓冲面、人员的位置中的任一个位置；
在检测到所述人员与所述排斥体积或缓冲体积重叠和所述人员越过所述排斥面或缓冲面中的至少一个后，执行激活指示器和更改预先确定的所述移动自动化工作站的移动中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的系统，其中在由所述处理器执行时定义缓冲体积的所述指令是基于安全标准或政府规制中的至少一个。
9.根据权利要求7或8所述的系统，其中在由所述处理器执行时定义排斥体积的所述指令是基于安全标准或政府规制中的至少一个。
10.根据权利要求7所述的系统，其中提供在所述移动自动化工作站上的所述传感器包括被配置为检测在所述工作空间内的所述移动自动化工作站的位置的至少一个传感器。
11.根据权利要求10所述的系统，其中被配置为检测在所述工作空间内的所述移动自动化工作站的位置的所述至少一个传感器被配置为检测所述工作空间的至少一个占用人的位置。
12.根据权利要求7所述的系统，其中所述有形计算机可读介质还包括在由所述处理器执行时定义封闭包络的排斥体积的指令，所述包络由预先确定的所述移动自动化工作站的运动定义。
13.一种有形计算机可读介质，用于操作移动自动化工作站，所述有形计算机可读介质包括指令，所述指令在由处理器执行时：
基于来自一个或多个传感器的实时数据，来定义具有外排斥面的排斥体积，所述一个或多个传感器包括提供在所述移动自动化工作站上的传感器和提供在远离所述移动自动化工作站的位置处的至少一个传感器，所述外排斥面至少部分围绕可操作地设置在工作空间中的移动自动化工作站；
定义具有外缓冲面的缓冲体积，所述外缓冲面至少部分围绕所述移动自动化工作站和所述排斥体积，其中所述缓冲面上的点比所述排斥面上的点更加远离所述移动自动化工作站上与所述缓冲面上的所述点最靠近的点，所述排斥面上的所述点与所述移动自动化工作站上的所述点最靠近；
基于接收的来自所述一个或多个传感器的数据来确定在所述工作空间内的所述移动自动化工作站的位置；
基于接收的来自所述一个或多个传感器的所述数据来确定在所述工作空间内的人员的位置；以及，
在所述移动自动化工作站操作或者移动期间更新所述排斥体积、排斥面、缓冲体积、缓冲面、人员的位置中的任一个位置；
在检测到所述人员与所述排斥体积或缓冲体积重叠和所述人员越过所述排斥面或缓冲面中的至少一个后，执行激活指示器和更改预先确定的所述移动自动化工作站的移动中的至少一个。
14.根据权利要求13所述的有形计算机可读介质，其中在由所述处理器执行时定义缓冲体积的所述指令是基于安全标准或政府规制中的至少一个。
15.根据权利要求13或14所述的有形计算机可读介质，其中在由所述处理器执行时定义排斥体积的所述指令是基于安全标准或政府规制中的至少一个。
16.根据权利要求13所述的有形计算机可读介质，其中有形计算机可读介质还包括在由所述处理器执行时定义封闭包络的所述排斥体积的指令，所述包络由预先确定的所述移动自动化工作站的运动定义。
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