CN113966265A - 用于运行机器人的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
一种根据本发明的用于运行至少一个机器人(2，30)的方法，包括以下步骤：确定(S10‑S30)机器人到特别是最接近机器人的障碍物(4)的最短距离，特别是在排除至少一个已知的、特别是暂时的障碍物的情况下；如果所述最短距离低于第一最小距离，则降低(S40，S50)所述机器人的最大速度；以及如果所述最短距离低于比第一最小距离更小的第二最小距离，则更大程度地降低(S40，S50)所述机器人的最大速度。
Description
技术领域
本发明涉及用于运行至少一个机器人的方法和系统以及用于执行该方法的计算机程序产品
背景技术
由企业内部实践已知的是，需要监视机器人的保护空间，并在物体意外进入所监视的保护空间时使机器人停止。
发明内容
本发明的目的在于改进机器人的运行。
本发明的目的通过一种具有权利要求1所述特征的方法来实现。权利要求9、10保护一种用于执行在此所述方法的系统或计算机程序产品。优选的扩展方案由从属权利要求给出。
根据本发明的一种实施方式，提出一种用于运行一个或多个机器人的方法，包括以下步骤：
-(分别)确定(相应的)机器人到特别是不可预见的障碍物的最短距离；
-如果该最短距离低于第一最小距离，则降低(相应)机器人的最大速度；以及
-如果该最短距离低于第二最小距离，则更大程度地降低(相应)机器人的最大速度，其中第二最小距离小于第一最小距离。
由此，在一种实施方式中，特别是与在保护空间受损时单纯地停机相比于，可以改进一个或多个机器人的运行，特别是可以通过动态地降低最大速度来实现更高的处理速度和/或改进人-机协作。
在一种实施方式中，确定与多个特别是不可预见的障碍物中相对于(相应)机器人的(最短)距离最小的障碍物(“最靠近机器人的障碍物”)的最短距离作为最短距离。在一种实施方式中，为此需要确定到多个障碍物的最短距离并据此选出这些(针对该障碍物的各个最短)距离的最低者作为机器人到(最接近机器人的)障碍物的最短距离。
这是基于这样的想法：即，总是使最接近机器人的障碍物具有最大的碰撞概率，由此，在一种实施方式中，可以特别有利地降低该碰撞概率。
附加地或替代地，在一种实施方式中，在或者为了确定最短距离时，排除或掩蔽一个或多个已知的、特别是暂时(存在于检测区域中)的障碍物。例如，可以将另一个移动机器人、自主运输车辆等登记，然后在确定最短距离时作为先前已知的临时障碍物被排除。
由此，在一种实施方式中，可以(更)有利地保护不可预见的障碍物、特别是人员。
在一种实施方式中，该方法包括以下步骤：
-如果所述最短距离低于第三最小距离，该第三最小距离小于第二最小距离，则进一步更大程度地降低(相应)机器人的最大速度，在该实施方式的一种扩展方案中包括另外的步骤：
-如果所述最短距离低于预定的第四最小距离，该第四最小距离小于第三最小距离，则进一步更大程度地降低(相应)机器人的最大速度。
由此，在一种实施方式中，可以进一步改进一个或多个机器人的运行，特别是通过差异化地(再次)降低最大速度，可以到达(更)高的处理速度和/或(进一步地)改进人-机协作。
在一种实施方式中，在低于第二极限值、第三极限值或特别是第四极限值时，最大速度降低到零或者(相应的)机器人停止。
附加地或替代地，在一种实施方式中，在低于第二极限值、特别是第三极限值或第四极限值时，最大速度被降低到针对人-机协作所设定的人-机协作-速度，在一种实施方式中为此(仅)将机器人设计为在与障碍物接触时停止。
在一种实施方式中，第一、第二、第三和/或第四最小距离大于零。换句话说，在一种实施方式中，在障碍物与机器人接近时或者在障碍物与机器人接触之前，最大速度已(连续地)降低。
由此，在一种实施方式中，可以避免机器人和人之间的碰撞或减小其后果，和/或可以实现更高的处理速度，和/或可以(进一步)改进人-机协作。
在一种实施方式中，一个或多个机器人(分别)具有固定的或固定于环境的或移动的、特别是可行驶的基座和/或至少一个特别是布置在该基座上的机器人臂，该机器人臂具有至少三个、特别是至少六个、在一种实施方式中为至少七个关节和关节致动器或关节驱动器。
特别是由于其复杂性或可变性，本发明可以特别有利地应用于这种机器人中。
在一种实施方式中，所述最短距离是笛卡尔距离，在一种实施方式中是空间或三维的连接线的长度或者是该连接线的二维投影，特别是在水平面上的二维投影。
在一种实施方式中，所述最大速度是(相应的)机器人、特别是固定于机器人的参照物、在一种实施方式中为机器人臂的末端执行器、移动基座等的允许速度或者(最大)预定允许速度或速度限制。
在一种实施方式中，确定障碍物的姿态，在一种实施方式中是确定障碍物相对于固定于环境的参照物的姿态、特别是相对于(在)固定于环境的参照系统(中)的姿态。在一种实施方式中，障碍物的姿态包括障碍物的一维、二维或三维位置和/或一维、二维或三维方向。
附加地或替代地，在一种实施方式中，确定(相应的)机器人的姿态，在一种实施方式中是确定(相应的)机器人相对于固定于环境的参照物的姿态、特别是相对于(在)固定于环境的参照系统(中)的姿态，在一种实施方式中是确定(相应的)机器人相对于与障碍物的姿势相同的参照物或相同的参照系统的姿态。在一种实施方式中，机器人的姿态包括机器人的(关节)姿势和/或机器人的一个或多个固定于机器人的参照物、特别是构件、特别是肘部、末端执行器和/或有效载荷的一维、二维或三维位置和/或一维、二维或三维方向。
在一种实施方式中，(分别)基于障碍物的该姿态和/或基于机器人的该姿态来确定最短距离。在一种实施方式中，通过在共有的参照系统中确定距离，可以特别有利地、特别是(更)简单地和/或(更)可靠地确定距离。
在一种实施方式中，当所确定的机器人的姿态包括机器人的多个固定于机器人的参照物、特别是构件或构件点的位置和/或方向时，在一种实施方式中，将这些固定于机器人的参照物与障碍物之间的最短距离中的最低者确定为机器人到障碍物的最短距离。为此，在一种实施方式中，首先确定障碍物到各个固定于机器人的参照物之间的最短距离，并从中选出最低者作为机器人到障碍物的最短距离。
这是基于以下的思想：即，总是使最接近障碍物的固定于机器人的参照物具有最大的碰撞概率，由此可以降低碰撞概率。
因此，在一种实施方式中，对于多个障碍物和多个固定于机器人的参照物，确定障碍物到参照物之间的各个最短距离，并从中选出或确定最低的距离作为机器人到最接近机器人的障碍物的最短距离。
在一种扩展方案中，基于所检测到的机器人的关节姿势，在一种实施方式中是基于机器人的运动学模型通过正向变换，确定机器人的一个或多个固定于机器人的参照物、特别是构件的姿势，特别是(多个)位置和/或(多个)方向。
附加地或替代地，在一种扩展方案中，基于特别是所检测到的或实际的或预定的或计划的末端执行器和/或特别是所检测到的或实际的或预定的或计划的机器人引导的有效载荷，特别是末端执行器或有效载荷的预定尺寸，确定机器人的姿态。
由此，在一种实施方式中，可以特别有利地、特别是(更)简单地和/或(更)可靠地分别、特别是组合地确定距离。
在一种实施方式中，借助于一个或多个传感器，在一种实施方式中为借助于一个或多个固定环境的传感器和/或一个或多个固定于机器人的传感器，特别是通过图像处理、激光、超声波、雷达辐射、光栅、投影和/或电容地确定最短距离，特别是确定障碍物和/或机器人的姿态。
在一种实施方式中，通过固定于环境的传感器，可以改进在特别是共有参照系统中的所述确定，通过图像处理特别是能够改进对障碍物的检测，通过激光特别是能够改进精度，通过光栅和投影特别是能够提高安全性。在一种实施方式中，通过超声波和雷达辐射可以减少对机器人运行的干扰。
在一种实施方式中，借助于、特别是在至少一个机器人外部的数据处理装置中或者通过至少一个机器人外部的数据处理装置，特别是在用于两个或更多个机器人的中央数据处理装置中，在一种实施方式中为在(安全)云中，来确定该最短距离。由此，在一种实施方式中，本发明可以有利地同时用于多个机器人和/或简单地适配于单个机器人或用于这些机器人。
同样地，在一种实施方式中，也可以在机器人控制器中确定该最短距离，并由此有利地使用其模块，例如用于正向变换等。
在一种实施方式中，确定到(来自)一群组的一空间区域的一最短距离作为最短距离，该群组包括多个预定的、离散的、在一种实施方式中为固定于环境的、特别是两维的或三维的空间区域。在一种扩展方案中，确定(来自)一群组(该群组具有多个预定的、离散的、特别是固定于环境的、特别是两维或三维的空间区域)的第一空间区域和(来自)该组或另一群组(其具有多个预定的、离散的、特别是固定于环境的、特别是两维或三维的空间区域)的第二空间区域之间的最短距离作为最短距离。为了更紧凑地说明，在本文中因此也将二维面、特别是底面通称为(二维)空间区域。在一种实施方式中，空间区域在检测或监视区域的整个高度上延伸。
因此，在一种实施方式中，特别是将用于障碍物的、特别是两维或三维的监视区域和/或用于机器人的、特别是两维或三维的监视区域(分别)离散化为多个预定的空间区域，然后确定各自到(最接近机器人的)(仍然)受到相应障碍物的损害或者说相应障碍物至少部分地停留在其中的空间区域的最短距离作为最短距离，或者确定到(最接近障碍物的)(仍然)受到机器人的损害或者说机器人至少部分地停留在其中的空间区域的最短距离作为最短距离。
由此，在一种实施方式中，可以特别有利地、特别是(更)简单地和/或(更)可靠地分别、特别是组合地确定距离。
在一种实施方式中，在至少两个最短距离之间，特别是在第一与第二最小距离之间、第二与第三最小距离之间和/或在第三与第四最小距离之间，(分别)逐级地(stufenweise)降低最大速度。
附加地或替代地，在一种实施方式中，在至少两个最小距离之间，特别在第一与第二最小距离之间、在第二与第三最小距离之间和/或在第三与第四最小距离之间，(分别)连续地降低最大速度。
在一种实施方式中，通过至少部分地逐级降低，可以有利地实现和/或执行(更)简单的和/或(更)可靠的监视；通过至少部分地连续降低，可以有利地实现和/或执行特别是(更)差异化的或者说更敏感的监视。
在一种实施方式中，基于障碍物与机器人之间的相对速度来降低最大速度。在一种扩展方案中，如果(检测到)最短距离等于第二最小距离并且障碍物和机器人彼此远离运动，则降低最大速度；相对的，如果(检测到)最短距离等于第二最小距离并且障碍物和机器人彼此相向运动，则更大程度地降低最大速度。
附加地或替代地，在一种实施方式中，基于机器人的规划运动而降低最大速度。在一种扩展方案中，如果(检测到)最短距离等于第二最小距离并且基于规划的机器人轨迹预测出该最短距离将(再次)增大，则降低最大速度；相对的，如果(检测到)最短距离等于第二最小距离并且基于规划的机器人轨迹预测出该最短距离将(更进一步)减小，则更大程度地降低最大速度。
由此，在一种实施方式中，可以前瞻性地分别、特别是组合地调整最大速度。
附加地或替代地，在一种实施方式中，根据机器人的外展(Ausladung，)降低最大速度。在一种扩展方案中，如果(检测到)最短距离等于第二最小距离并且机器人具有第一外展，则降低最大速度；相对地，如果(检测到)最短距离等于第二最小距离并且机器人具有更大的第二外展，则更大程度地降低最大速度。
附加地或替代地，在一种实施方式中，根据由机器人引导的有效载荷降低最大速度。在一种扩展方案中，如果(检测到)最短距离等于第二最小距离并且机器人引导第一有效载荷，则降低最大速度；相对地，如果(检测到)最短距离等于第二最小距离并且机器人引导更大的第二有效载荷，则更大程度地降低最大速度。
附加地或替代地，在一种实施方式中，根据机器人的当前速度降低最大速度。在一种扩展方案中，如果(检测到)最短距离等于第二最小距离并且机器人具有第一当前速度，则将最大速度降低第一数值；如果(检测到)最短距离等于第二最小距离并且机器人具有更大的第二当前速度，则将最大速度降低更大的第二数值。
由此，在一种实施方式中，可以(更)有利地分别、特别是组合地减小碰撞的后果。
在一种实施方式中，特别地由用户特别是直接或间接地对最大速度的降低进行参数化，例如通过表格、函数等，对第一、第二、第三和/或第四最小距离和/或特别是对应的最大速度、特别是其数值的降低参数化。
附加地或替代地，在一种实施方式中，特别是基于信号传输的配置、基于机器人的配置和/或基于用于确定最短距离的传感器的配置，对最大速度的降低进行参数化。在一种扩展方案中，最大速度的降低以如下的方式参数化：即，如果信号传输、机器人和/或传感器(分别)具有第一配置，则在最短距离等于第二最小距离的情况下降低最大速度；相对地，如果信号传输、机器人或传感器具有不同的第二配置，特别是如果信号传输具有更长的通信时间，传感器具有更长的反应时间或更粗略的检测等，则在最短距离等于第二最小距离的情况下更大程度地降低最大速度。
根据本发明的一种实施方式，提供一种系统，其特别是被硬件技术和/或软件技术地、特别是编程技术地设计用于执行在此所述的方法，和/或包括：
-用于特别是在排除至少一个已知的、特别是暂时的障碍物的情况下确定机器人到障碍物、特别是最接近机器人的障碍物的最短距离的装置；
-用于在最短距离低于第一最小距离的情况下降低机器人的最大速度的装置；和
-用于在最短距离低于比第一最小距离更小的第二最小距离的情况下更大程度地降低机器人的最大速度的装置。
在一种实施方式中，该系统或其装置包括：
-用于确定障碍物的姿态的装置，特别是相对于固定于环境的参照物；和/或
-用于确定机器人的姿态的装置，特别是相对于特别是相同的固定于环境的参照物和/或基于末端执行器和/或所检测到的机器人的关节姿势和/或机器人引导的有效载荷；和/或
-用于基于障碍物和/或机器人的该姿态来确定最短距离的装置；
-至少一个特别是固定于环境或机器人的传感器，用于确定最短距离，特别是障碍物和/或机器人的姿态，特别是用于借助于图像处理、激光、超声波、雷达辐射、光栅、投影和/或电容地确定该最短距离的装置；和/或
-至少一个机器人外部的数据处理装置，用于确定最短距离；和/或
-用于确定到包括多个预定的、离散的、特别是固定于环境的空间区域的一群组的一空间区域的最短距离，特别是包括多个预定的、离散的、特别是固定于环境的空间区域的一群组的第一空间区域和该群组的或包括多个预定的、离散的、特别是固定于环境的、特别是两维或三维的空间区域的另一群组的第二空间区域之间的最短距离，作为最短距离的装置；和/或
-用于在至少两个最短距离之间逐级地或连续地降低最大速度的装置；和/或
-用于基于障碍物与机器人之间的相对速度和/或基于规划的机器人运动和/或根据外展、当前速度和/或有效载荷来降低最大速度的装置；和/或
-用于由用户和/或基于信号传输、机器人和/或用于确定最短距离的传感器的配置来对最大速度的降低进行参数化的装置。
本发明意义下的装置可以硬件技术和/或软件技术地实现，特别是具有：优选与存储系统和/或总线系统数据连接或信号连接的处理单元，特别是数字处理单元，特别是微处理单元(CPU)、图形卡(GPU)等；和/或一个或多个程序或程序模块。处理单元可以为此被构造为：执行被实施为存储在存储系统中的程序的指令；从数据总线检测输入信号；和/或将输出信号发送至数据总线。存储系统可以具有一个或多个特别是不同的存储介质，特别是光学的、磁的、固体的和/或其它非易失性的介质。程序可以被提供为，其能够体现或执行在此所述的方法，使得处理单元能够执行该方法的步骤，并由此特别是能够运行机器人。在一种实施方式中，计算机程序产品可以具有、特别可以是特别是非易失性的、用于存储程序的或其上存储有程序的存储介质，其中，执行该程序会使系统或控制器、特别是计算机执行在此所述的方法或该方法的一个或多个步骤。
在一种实施方式中，该方法的一个或多个、特别是所有的步骤被完全或部分自动化地执行，特别是通过系统或其装置。
在一种实施方式中，该系统具有一个或多个机器人。
附图说明
更多的优点和特征由从属权利要求和实施例给出。为此，部分示意性地：
图1示出了两个机器人和根据本发明一种实施方式的用于运行机器人的系统；
图2示出了根据本发明一种实施方式的用于运行机器人的方法；以及
图3示出了根据本发明一种实施方式的最大速度的降低。
具体实施方式
图1示例性示出了固定机器人2和移动机器人30，该移动机器人具有机器人臂32，该机器人臂具有夹持器33形式的末端执行器，该夹持器带有有效载荷34，以及根据本发明一种实施方式的用于运行这些机器人的系统。
该系统包括固定于环境的传感器1，例如带有图像处理的相机，和布置在移动机器人30上的、固定于机器人的传感器31，例如激光扫描仪。
传感器1、31的共有监视空间被划分为预定的固定于环境的空间区域，如图1中虚线所示。
机器人外部的数据处理装置5接收机器人2、30的关节姿势以及传感器1、31的信号。
在步骤S10(参见图2)中，数据处理装置5根据机器人2的关节姿势来确定机器人相对于固定于环境的参照系统的当前姿态，该参照系统在图1中通过(x，y，z)来表示。类似地，数据处理装置5根据机器人30的关节姿势，特别是测距检测到的(odometrisch)其移动基座的姿态，来确定机器人30的当前姿态。
同样地，在步骤S10中，数据处理装置5也可以基于传感器1来确定机器人1和/或30的当前姿态，这在移动机器人的情况下可能是特别有利的。
随后，在步骤S20中，数据处理装置5根据所检测到的姿态分别确定那些受到相应机器人损害的、也就是相应机器人至少部分地位于其中的监视空间空间区域。这些监视空间空间区域在图1中分别以(针对两个机器人1、30不同的)阴影表示。
基于传感器1、31的传感器信号，数据处理装置5在步骤S20中还确定了不可预见的障碍物的姿态和受到相应障碍物损害的、即相应障碍物至少部分地位于其中的监视空间空间区域。
为此，在图1中示例性示出了人员4以及以交叉阴影示出的(被确定为)受到该人员损害的监视空间空间区域F6,1。
随后，在步骤S30中，数据处理装置5针对每个机器人2、30分别确定在所有受到不可预见障碍物损害的监视空间空间区域(在该实施例中为唯一的监视空间空间区域F6,1)和受到机器人损害的监视空间空间区域之间的最短距离，其中，空间区域F4,2、F5,3和F8,3在图1中以下标(Indizes)示例性地示出(下标分别标识相应监视空间空间区域的行和列)。
随后，在步骤S30中，数据处理装置5针对每个机器人2、30分别选择这些最短距离中的最低者，即，受到机器人损害的监视空间空间区域和受到障碍物损害的监视空间空间区域之间的最低最短距离，作为机器人与障碍物之间的最短距离。
为此，在图1中示例性示出了监视空间空间区域F6,1和F4,2之间的最短距离6,1a4,2，F6,1和F5,3之间的最短距离6,1a5,3，以及F6,1和F8,3之间的最短距离6,1a8,3。基于预定的、固定于环境的监视空间空间区域，这些距离可以有利地事先确定并以表格形式存储。
可以看到，障碍物4与机器人2之间的或者说受到它们损害并且彼此最接近的监视空间空间区域之间的最短距离是距离6,1a5,3，因为没有其它的当前受到机器人2损害的空间区域相对于受到障碍物4损害的空间区域具有更小的距离，并且在障碍物4与机器人30之间的或者说受到它们损害并且彼此最接近的监视空间空间区域之间的最短距离是距离6, 1a4,2。
随后，在步骤S40中，数据处理装置5针对每个机器人2、30分别确定一个数值，机器人在自由工作区域中所允许的最大速度降低该数值，其中，该数值随着所确定的最短距离的增加而增加，并且将该数值传输给相应的机器人或其控制器，其随后在步骤S50中相应地降低最大速度。
图3以实线示例性示出了机器人2的这种最大速度的降低。可以看到，如果到障碍物4的最短距离低于第一最小距离A1，则降低其最大速度；如果该最短距离(还)低于比第一最小距离更小的第二最小距离A2，则更大程度地降低最大速度；如果该最短距离(该)低于比第二最小距离更小的第三最小距离A3，则进一步更大程度地降低最大速度；并且如果该最短距离(甚至)低于比第三最小距离更小的第四最小距离A4，则还要更大程度地降低最大速度。
尽管在前面的描述中阐述了示例性的实施方式，但是应该指出的是，还可能存在许多的变型。
因此，特别是代替受到机器人损害的监视空间空间区域，还可以直接确定在(最接近机器人的)受到障碍物损害的监视空间空间区域与一个或多个固定于机器人的参照物、特别是其肘部、末端法兰和/或工具之间的最短距离。
替代于图3所示的逐级降低，最大速度还可以随着距离的减小而至少部分地连续降低。
为此，图3以虚线示例性示出了机器人30的这种最大速度的降低。此外，图3还示出了对于不同的机器人可以不同地降低最大速度。
此外还应指出的是，这些示例性实施方式仅仅是举例，其不应对保护范围、应用和构造形成任何限制。相反，通过前面的描述能够赋予本领域技术人员实现对至少一个示例性实施方式进行转换的教导，其中，在不脱离本发明保护范围的情况下，可以实现特别是关于所述部件的功能和布置的各种变化，例如可以根据权利要求和其等效的特征组合获得。
附图标记列表
1 相机(传感器)
2 固定机器人
30 移动机器人
31 激光扫描仪(传感器)
32 机器人臂
33 夹持器
34 有效载荷
4 人员(障碍物)
5 外部数据处理装置
F4,2，F5,3，F6,1，F8,3 监视空间空间区域
6,1a4,2，6,1a5,3，6,1a8,3 距离
(x，y，z) 固定于环境的参照物
A1，A2，A3，A4 最小距离。
Claims (10)
1.一种用于运行至少一个机器人(2，30)的方法，包括以下步骤：
-确定(S10-S30)机器人到特别是最接近机器人的障碍物(4)的最短距离，特别是在排除至少一个已知的、特别是暂时的障碍物的情况下；
-如果所述最短距离低于第一最小距离，则降低(S40，S50)所述机器人的最大速度；以及
-如果所述最短距离低于比所述第一最小距离更小的第二最小距离，则更大程度地降低(S40，S50)所述机器人的最大速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括至少一个下述步骤：
-确定(S20)所述障碍物的姿态，特别是相对于固定于环境的参照物；和/或
-确定(S10)所述机器人的姿态，特别是相对于一个、特别是相同的、固定于环境的参照物，和/或基于末端执行器(33)和/或所检测到的所述机器人的关节姿势和/或机器人引导的有效载荷(34)；
其中，基于所述障碍物和/或所述机器人的所述姿态确定所述最短距离。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于至少一个特别是固定于环境的或固定于机器人的传感器(1，31)，特别是借助于图像处理、激光、超声波、雷达辐射、光栅、投影和/或电容地确定所述最短距离，特别是所述障碍物和/或所述机器人的姿态。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于至少一个机器人外部的数据处理装置(5)确定所述最短距离。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，确定与包括多个预定的、离散的、特别是固定于环境的空间区域的一群组的一空间区域(F4,2，F5,3，F6,1，F8,3)的最短距离，特别是确定在包括多个预定的、离散的、特别是固定于环境的空间区域的一群组的第一空间区域(F6,1)与该群组的或包括多个预定的、离散的空间区域的另一群组的第二空间区域(F4,2，F5,3，F8,3)之间的最短距离，作为最短距离。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在至少两个最短距离之间以逐级的方式和/或在至少两个最短距离之间以连续的方式降低所述最大速度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，基于障碍物与机器人之间的相对速度，和/或基于所述机器人的规划的运动，和/或根据外展、当前速度和/或有效载荷，降低所述最大速度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由用户和/或基于信号传输、所述机器人和/或用于确定所述最短距离的传感器的配置，对所述最大速度的降低进行参数化。
9.一种用于运行至少一个机器人(2，30)的系统，所述系统被设计用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法和/或包括：
-确定所述机器人到特别是最接近机器人的障碍物(4)的最短距离，特别是在排除至少一个已知的、特别是暂时的障碍物的情况下；
-如果所述最短距离低于第一最小距离，则降低所述机器人的最大速度；以及
-如果所述最短距离低于比所述第一最小距离更小的第二最小距离，则更大程度地降低所述机器人的最大速度。
10.一种计算机程序产品，具有程序代码，所述程序代码存储在能由计算机读取的介质上，所述计算机程序产品用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
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|---|---|---|---|---|
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| JP2024504020A (ja) * | 2020-12-25 | 2024-01-30 | 優必康（青島）科技有限公司 | 衝突回避方法、移動機器、及び記憶媒体 |
| DE102021208576B3 (de) | 2021-08-06 | 2022-10-06 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Vorgeben einer zulässigen Maximalgeschwindigkeit eines robotischen Gerätes |
| DE102021130535B3 (de) | 2021-11-22 | 2023-05-17 | Helmut Gutzmann | System und Verfahren zur Positionierung einer bewegbaren Manipulatoreinheit |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10361132A1 (de) * | 2003-06-18 | 2005-01-27 | Elan Schaltelemente Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Überwachung der Bewegung eines sich in mehreren Freiheitsgraden bewegenden Gefahr bringenden Objektes wie Handhabungsmasse und/oder der beweglichen Masse eines Handhabungsgerätes |
| WO2007085330A1 (en) * | 2006-01-30 | 2007-08-02 | Abb Ab | A method and a system for supervising a work area including an industrial robot |
| EP2353799A2 (de) * | 2010-02-05 | 2011-08-10 | KUKA Laboratories GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Manipulatorraumes |
| CN107225570A (zh) * | 2017-04-20 | 2017-10-03 | 深圳前海勇艺达机器人有限公司 | 智能机器人的避障方法及装置 |
| DE102016007520A1 (de) * | 2016-06-20 | 2017-12-21 | Kuka Roboter Gmbh | Überwachung einer Roboteranordnung |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004048563A1 (de) * | 2004-10-04 | 2006-04-13 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Überwachungseinrichtung für Roboter |
| JP4512200B2 (ja) * | 2007-03-15 | 2010-07-28 | 株式会社日立製作所 | ロボット |
| EP1972415B1 (en) * | 2007-03-23 | 2019-01-02 | Honda Research Institute Europe GmbH | Robots with collision avoidance functionality |
| DE102008013400B4 (de) * | 2008-03-06 | 2016-03-10 | Voith Engineering Services Gmbh | Verfahren zur Ermittlung von Verriegelungsbereichen wenigstens eines im Raum bewegbaren ersten Objekts |
| ES2773136T3 (es) * | 2014-06-05 | 2020-07-09 | Softbank Robotics Europe | Robot humanoide con capacidades para evitar colisiones y de recuperación de trayectoria |
| DE102015225587A1 (de) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Interaktionssystem und Verfahren zur Interaktion zwischen einer Person und mindestens einer Robotereinheit |
| DE102016007601A1 (de) * | 2016-06-21 | 2017-12-21 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Konfigurieren und/oder Steuern einer Roboteranordnung |
| EP3421189B1 (de) * | 2017-06-28 | 2019-05-22 | Sick AG | Verfahren zum überwachen einer maschine |
| JP7052308B2 (ja) * | 2017-11-15 | 2022-04-12 | セイコーエプソン株式会社 | センサー、およびロボット |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10361132A1 (de) * | 2003-06-18 | 2005-01-27 | Elan Schaltelemente Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Überwachung der Bewegung eines sich in mehreren Freiheitsgraden bewegenden Gefahr bringenden Objektes wie Handhabungsmasse und/oder der beweglichen Masse eines Handhabungsgerätes |
| WO2007085330A1 (en) * | 2006-01-30 | 2007-08-02 | Abb Ab | A method and a system for supervising a work area including an industrial robot |
| EP2353799A2 (de) * | 2010-02-05 | 2011-08-10 | KUKA Laboratories GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Manipulatorraumes |
| DE102016007520A1 (de) * | 2016-06-20 | 2017-12-21 | Kuka Roboter Gmbh | Überwachung einer Roboteranordnung |
| CN107225570A (zh) * | 2017-04-20 | 2017-10-03 | 深圳前海勇艺达机器人有限公司 | 智能机器人的避障方法及装置 |
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