CN114746221A - 控制工业致动器、控制系统和致动器系统的方法 - Google Patents

控制工业致动器、控制系统和致动器系统的方法 Download PDF

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Abstract

一种控制工业致动器(12)的方法，所述方法包括：提供多个连续输入目标点(30)，其中的至少一个输入目标点是中间输入目标点(30)；针对所述至少一个中间输入目标点(30)中的一个或多个，限定与所述中间输入目标点(30)相关联的至少一个虚拟目标点(42)；针对所述至少一个虚拟目标点(42)中的一个或多个，限定与所述虚拟目标点(42)相关联的混合区(50)；以及基于所述至少一个虚拟目标点(42)和所述至少一个混合区(50)来限定移动路径(48)。还提供了一种控制系统(14)。

Description

控制工业致动器、控制系统和致动器系统的方法
技术领域
本公开整体涉及工业致动器。具体地，提供了控制工业致动器、用于控制工业致动器的控制系统，以及包括控制系统和工业致动器的致动器系统的方法。
背景技术
机器人程序通常包括多个编程输入目标点，其用于确定工具中心点(TCP)或工业机器人的操纵器的远端的移动路径。机器人程序可以确定连续输入目标点之间的完全限定移动路径，例如通过假设输入目标点之间的连续移动区段的线性内插。可以说移动区段构成了移动路径的构建块。
先前已知限定与移动路径的一个或多个输入目标点相关联的混合区。通过限定中间输入目标点周围的混合区，在执行移动路径时永远不会达到中间输入目标点，因为在到达中间输入目标点之前改变了运动方向。
通常通过使用具有小混合区的接近输入目标点来生成高准确度移动路径。选择混合区的大小以将准确度保持在指定准确度内。
通过增加程序中相关联输入目标点周围的混合区的大小，可以增加移动路径的平滑度。然而，当混合区的大小增加时，移动路径和输入目标点之间的距离也将增加，即移动路径变得不太准确。
US 2019101888 A1公开了根据多个命令点创建工具路径的数值控制器。数值控制器包括：命令点序列获取单元，其获取现有命令点序列；命令点创建单元，其基于现有命令点序列来创建至少一个附加命令点；以及内插处理单元，其对现有命令点序列和附加命令点进行内插以创建工具路径。命令点创建单元输出经过现有命令点序列中的连续三个命令点的弧与线区段的垂直平分线之间的交点作为附加命令点。
发明内容
本公开的一个目的是提供一种控制工业致动器的方法，该方法同时提供工业致动器的平滑和准确的运动。
本公开的另一目的是提供一种控制工业致动器的方法，该方法减小工业致动器的磨损。
本公开的另一目的是提供一种控制工业致动器的方法，该方法改善工业致动器的性能。
本公开的另一目的是提供一种控制工业致动器的方法，该方法易于使用和/或实现。
本公开的又一目的是提供一种控制工业致动器的方法，该方法解决了上述目的中的几个或全部的结合。
本公开的又一目的是提供一种用于控制工业致动器的控制系统，该控制系统解决了上述目的中的一个、几个或全部。
本公开的又一目的是提供一种包括控制系统和工业致动器的致动器系统，该致动器系统解决了上述目的中的一个、几个或全部。
根据一个方面，提供了一种控制工业致动器的方法，该方法包括：提供多个连续输入目标点，其中的至少一个是中间输入目标点；对于所述至少一个中间输入目标点中的一个或多个，限定与所述中间输入目标点相关联的至少一个虚拟目标点；对于所述至少一个虚拟目标点中的一个或多个，限定与所述虚拟目标点相关联的混合区；以及基于所述至少一个虚拟目标点和所述至少一个混合区来限定移动路径。
所述方法还可以包括由所述工业致动器执行所述移动路径。备选地，基于所述至少一个虚拟目标点和所述至少一个混合区限定的所述移动路径可以被称为包括所述至少一个虚拟目标点和所述至少一个混合区。
借助于所述至少一个虚拟目标点，所述方法使得能够生成和执行平滑移动路径，所述平滑移动路径可以经过所述输入目标点，或者增加相对于所述输入目标点的准确性。当执行移动路径时，工业致动器以及与至少一个虚拟目标点相关联的至少一个中间输入目标点之间的偏差减小。因此，该方法使得能够以高几何准确度创建和执行平滑移动路径。由于工业致动器的加速度降低，这继而导致更高的性能和工艺质量。减小的加速度还将减小磨损并延长工业致动器的使用寿命。
可以限定所述至少一个虚拟目标点中的每一个，以便在由工业致动器执行移动路径时减小或消除工业致动器与中间输入目标点之间的偏差，例如，与包括输入目标点以及与每个中间输入目标点相关联的混合区的移动路径相比。
在本公开中，虚拟目标点可以备选地被称为假目标点。用“假”或“虚拟”表示工业致动器不一定预期要达到这些目标点。相反，引入假或虚拟的目标点作为工业致动器的指导以达到或接近关于平滑移动路径的输入目标点。
方法可以采用算法，其中输入目标点被输入到该算法。基于输入目标点，算法可以限定至少一个虚拟目标点，为至少一个虚拟目标点中的一个或多个限定与虚拟目标点相关联的混合区，并且基于至少一个虚拟目标点和至少一个混合区来限定移动路径。算法可以输出移动路径以供工业致动器执行。算法可以基于一组输入目标点自动执行并且输出移动路径。
输入目标点中的至少一个可以不在相邻输入目标点之间的直线上。输入目标点可以是用于工业致动器的程序(例如，机器人程序)中的编程位置。输入目标点可以手动地或自动地生成，例如，通过示教法编程手动地编程，或者从CAD(计算机辅助设计)模型自动地生成。生成输入目标点的另外的方法是可以能的。
方法还可以包括限定虚拟目标点和至少一些输入目标点(例如，起始输入目标点和结束输入目标点)之间的移动区段。
移动区段可以通过移动路径的两个连续目标点之间的内插来限定。可以使用不同类型的笛卡尔基函数(诸如线、圆形区段和样条)进行内插。此外，工业致动器的联合坐标中的内插和/或用于工具(用于工业致动器的工具)取向的内插也是可能的。
每个混合区用于指定如何终止两个连续移动区段中的第一者以及如何启动两个连续移动区段中的第二者，即工业致动器在朝向下一个目标点移动之前必须在何种程度上接近两个连续移动区段之间的目标点。
混合区可以是二维的或三维的。移动路径可以是二维或三维的。
方法可以仅通过三个输入目标点(即使用起始输入目标点、中间输入目标点和结束输入目标点)来执行。备选地或附加地，方法可以仅通过一个虚拟目标点来执行。备选地或附加地，方法可以通过多个虚拟目标点来执行，其中仅一个虚拟目标点与每个中间输入目标点相关联。
三个输入目标点和至少一个虚拟目标点不必处于单个平面中。在通过四个或更多个输入目标点执行方法的情况下，输入目标点可以或可以不处于单个平面中。
根据一个变型，移动路径不包括与至少一个虚拟目标点相关联的至少一个中间输入目标点。然而，移动路径仍然可以经过中间输入目标点。
例如，移动路径可以包括在移动路径的开始处的起始输入目标点、在移动路径的结束处的结束输入目标点、在起始输入目标点与结束输入目标点之间的虚拟目标点，但是没有中间输入目标点。
如本文所使用，第一目标点与第二目标点之间的点可以处于第一目标点中的第一平面与第二目标点中的第二平面之间，其中第一平面和第二平面垂直于第一目标点与第二目标点之间的直线。
每个虚拟目标点可以被限定在相对于与相应虚拟目标点相关联的输入目标点的先前输入目标点和随后输入目标点之间。例如，如果一个虚拟目标点与第一输入目标点和第三输入目标点之间的第二输入目标点相关联(在第一输入目标点与第三输入目标点之间没有其他输入目标点)，则虚拟目标点可以处于第一输入目标点与第三输入目标点之间。
所述至少一个虚拟目标点的限定可以包括对于至少一个中间输入目标点，限定与所述中间输入目标点相关联的先前虚拟目标点和随后虚拟目标点。例如，如果先前虚拟目标点和随后虚拟目标点与第一输入目标点和第三输入目标点之间的第二输入目标点相关联，则先前虚拟目标点可以处于第一输入目标点与第二输入目标点之间并且随后虚拟目标点可以处于第二输入目标点与第三输入目标点之间。
对于至少一个中间输入目标点，可以限定先前虚拟目标点和随后虚拟目标点，使得相关联的中间输入目标点位于先前虚拟目标点与随后虚拟目标点之间的直线上。
术语“先前”和“随后”用于指示当工业致动器执行移动路径时，工业致动器在随后虚拟目标点之前经过(不一定通过)先前虚拟目标点。因此，先前虚拟目标点和随后虚拟目标点可以相对于移动路径分别位于相关联的输入目标点之前和之后。
对于与先前虚拟目标点和随后虚拟目标点相关联的每个中间输入目标点，所述先前虚拟目标点可以由来自所述输入目标点的先前虚拟目标向量限定，并且所述随后虚拟目标点可以由与所述先前虚拟目标向量相反的来自所述输入目标点的随后虚拟目标向量限定。以这种方式，先前虚拟目标点和随后虚拟目标点两者都位于以相关联的输入目标点为中心的球体上。
所述至少一个虚拟目标点的限定可以包括对于至少两个中间输入目标点，限定与所述中间输入目标点相关联的先前虚拟目标点和随后虚拟目标点。同样在这种情况下，对于与先前虚拟目标点和随后虚拟目标点相关联的每个中间输入目标点，所述先前虚拟目标点可以由来自所述输入目标点的先前虚拟目标向量限定，并且所述随后虚拟目标点可以由与所述先前虚拟目标向量相反的来自所述输入目标点的随后虚拟目标向量限定。
来自随后输入目标点的所述先前虚拟目标向量在所述随后输入目标点和先前输入目标点之间的直线上的投影的长度，以及来自所述先前输入目标点的所述随后虚拟目标向量在所述直线上的投影的长度的总和可以等于或小于所述直线的长度。例如，来自第二输入目标点的先前虚拟目标向量在第二输入目标点与第一输入目标点之间的直线上的投影的长度，以及来自第一输入目标点的随后虚拟目标向量在直线上的投影的长度可以等于或小于第一输入目标点与第二输入目标点之间的直线的长度。
在本公开中，两个相邻输入目标点之间的直线可以称为虚拟移动区段。这里使用前缀“虚拟”，因为该方法不一定采用输入目标点之间的移动区段。然而，可以使用虚拟目标点之间以及一个输入目标点和一个虚拟目标点之间的移动区段。
所述虚拟目标点可以被限定成使得每对先前输入目标点的随后虚拟目标点和随后输入目标点的先前虚拟目标点之间的每个距离的总和被最小化。例如，在先前虚拟目标点和随后虚拟目标点与第一、第二和第三输入目标点中的每一个相关联的情况下，虚拟目标点可以被限定成使得第一输入目标点的随后虚拟目标点与第二输入目标点的先前虚拟目标点之间的距离，以及第二输入目标点的随后虚拟目标点与第三输入目标点的先前虚拟目标点之间的距离的总和最小化。
与先前输入目标点相关联的随后虚拟目标点和与随后输入目标点相关联的先前虚拟目标点之间的中间向量的倾斜度可以处于所述先前输入目标点和所述随后虚拟目标点之间的随后虚拟目标向量的倾斜度与所述先前虚拟目标点和所述随后输入目标点之间的先前虚拟目标向量的倾斜度之间。因此，中间向量可以处于由两个虚拟目标向量限定的锥体中。
与先前输入目标点相关联的随后虚拟目标点以及与随后输入目标点相关联的先前虚拟目标点在如果所述随后虚拟目标点和所述先前虚拟目标点之间的距离低于阈值时可以被单个虚拟目标点替换。替换虚拟目标点可以例如是随后虚拟目标点、先前虚拟目标点、或随后虚拟目标点与先前虚拟目标点之间的平均点。
通过用单个虚拟目标点替换两个虚拟目标点，可以使该方法的计算量降低。此外，可以避免两个目标点彼此太靠近并且可以使移动路径更加平滑。
所述先前虚拟目标点可以被限定在先前输入目标点和与相应虚拟目标点相关联的所述输入目标点之间，并且所述随后虚拟目标点可以被限定在随后输入目标点和与相应虚拟目标点相关联的所述输入目标点之间。例如，如果两个虚拟目标点与位于第一输入目标点和第三输入目标点之间的第二输入目标点相关联，则先前虚拟目标点可以处于第一输入目标点与第二输入目标点之间并且随后虚拟目标点可以处于第二输入目标点与第三输入目标点之间。
所述方法还可以包括：对于每个先前虚拟目标点，限制所述先前虚拟目标点与直线之间的距离，所述直线在先前输入目标点以及与所述先前虚拟目标点相关联的所述输入目标点之间。备选地或附加地，所述方法还可以包括：对于每个随后虚拟目标点，限制所述随后虚拟目标点与直线之间的距离，所述直线在随后输入目标点和与所述随后虚拟目标点相关联的所述输入目标点之间。
所述方法不需要包括所有输入目标点之间的内插。然而，在所有输入目标点之间进行线性内插的情况下，所述方法的该变体限制移动路径与输入目标点之间的线性内插之间的偏差。换句话说，所述方法的该方面使得能够将移动路径限制为与输入目标点之间的线性内插移动路径的特定程度的类似性。
输入目标点和与所述输入目标点相关联的先前虚拟目标点之间的最大距离可以基于所述输入目标点和先前输入目标点之间的距离而被限制。例如，最大距离可以被设置为输入目标点与先前输入目标点之间的距离的一半。备选地或附加地，输入目标点和与所述输入目标点相关联的随后虚拟目标点之间的最大距离可以基于所述输入目标点和随后输入目标点之间的距离而被限制。例如，最大距离可以被设置为输入目标点与随后输入目标点之间的距离的一半。
与所述至少一个虚拟目标点中的一个或多个相关联的所述混合区可以是不对称的。通过独立地限定混合区，即通过确定在与混合区相关联的两个连续移动区段中的每一个中独立表达的混合区，提供了混合区的灵活限定。不是被对称限制，允许根据本公开的混合区的形状变化并且不对称。
混合区的独立限定在国际专利申请PCT/EP2018/068071(在2018年7月4日提交)中详细描述，该申请的内容通过引用整体并入本文。
对于所述至少一个中间输入目标点中的两个或更多个，可以限定与所述中间输入目标点相关联的至少一个虚拟目标点，混合区与所述至少两个虚拟目标点中的两个连续虚拟目标点中的每一个相关联，并且与所述两个连续虚拟目标点相关联的所述混合区之间的距离可以小于所述两个连续虚拟目标点之间的距离的25％(诸如0％)。在距离为25％的情况下，允许沿着两个连续虚拟目标点之间的距离的75％进行混合。根据一个示例，整个移动路径被混合区覆盖。
在整个本公开中，工业致动器可以是工业机器人。根据本公开，工业机器人可以具有任何类型。
根据另一方面，提供了一种用于控制工业致动器的控制系统，所述控制系统包括数据处理设备和其上存储有计算机程序的存储器，所述计算机程序包括程序代码，所述程序代码在由所述数据处理设备执行时使所述数据处理设备执行以下步骤：提供多个连续输入目标点，其中的至少一个是中间输入目标点；对于所述至少一个中间输入目标点中的一个或多个，限定与所述中间输入目标点相关联的至少一个虚拟目标点；对于所述至少一个虚拟目标点中的一个或多个，限定与所述虚拟目标点相关联的混合区；以及基于所述至少一个虚拟目标点和所述至少一个混合区来限定移动路径。计算机程序还可以包括程序代码，所述程序代码在由数据处理设备执行时使数据处理设备命令工业致动器执行移动路径。计算机程序还可以包括程序代码，所述程序代码在由数据处理设备执行时使数据处理设备执行根据本公开的任何步骤或命令其执行。计算机程序可以包含根据本公开的算法。
根据另一方面，提供了一种致动器系统，其包括根据本公开的控制系统和工业致动器。工业致动器可以具有根据本公开的任何类型，例如工业机器人。
附图说明
根据结合附图的以下实施例，本公开的进一步细节、优点和方面将变得显而易见，其中：
图1示意性地表示包括工业机器人和控制系统的致动器系统；
图2示意性地表示根据现有技术的多个输入目标点；
图3示意性地表示根据现有技术的基于与输入目标点相关联的混合区而被限定的移动路径；
图4示意性地表示根据现有技术的包括与输入目标点相关联的备选混合区的备选移动路径；
图5示意性地表示输入目标点以及虚拟目标点的示例；
图6示意性表示移动路径；
图7示意性地表示与虚拟目标点相关联的混合区；
图8示意性地表示与虚拟目标点相关联的备选混合区；
图9示意性地表示虚拟目标点的限制的一个示例；
图10示意性地表示虚拟目标点的限制的另一示例；
图11示意性地表示虚拟目标点的另一示例；
图12示意性地表示虚拟目标点的另一示例；
图13示意性地表示两个虚拟目标点之间的中间向量；以及
图14示意性地表示中间向量和由两个虚拟目标向量形成的锥体。
具体实施方式
在下文中，将描述控制工业致动器、用于控制工业致动器的控制系统，以及包括控制系统和工业致动器的致动器系统的方法。相同或相似的参考数字将用于表示相同或相似的结构特征。
图1示意性地表示致动器系统10，其包括工业致动器(这里被例示为工业机器人12)和控制系统14。工业机器人12被例示为七轴工业机器人，但本公开不限于这种类型的工业机器人或工业致动器。根据本公开的工业机器人12可以包括至少三个轴。这里，控制系统14被例示为机器人控制器。
本示例的工业机器人12包括基部构件16和工具18。工业机器人12还包括七个连杆构件20。每个连杆构件20可以在接头22处旋转或平移地移动。
控制系统14被配置为控制工业机器人12。控制系统14包括数据处理设备24(例如，中央处理单元CPU)和存储器26。计算机程序被存储在存储器26中。计算机程序包括程序代码，该程序代码在由数据处理设备24执行时使数据处理设备24执行步骤或命令执行步骤，如本文所述。
在图1的示例中，控制系统14通过信号线28与工业机器人12进行通信。然而，控制系统14可以备选地集成在工业机器人12内。
图2示意性地表示根据现有技术的多个输入目标点30-0、30-1、30-2、30-3和30-4。输入目标点30-0、30-1、30-2、30-3和30-4可以备选地用附图标记“30”表示。例如，可以通过使用应用的几何形状作为输入的软件工具来生成输入目标点30。作为另一示例，输入目标点30可以借助于示教法编程来进行手动编程。
在图2中，输入目标点30-0是起始输入目标点，输入目标点30-4是结束输入目标点，并且输入目标点30-1、30-2和30-3中的每一个是中间输入目标点。这里，输入目标点30在单个平面中示出。然而，输入目标点30不必位于单个平面中。输入目标点30用作用于创建工业机器人12的移动路径的输入。
输入目标点30通过多个移动区段32-1、32-2、32-3和32-4被互连。移动区段32-1、32-2、32-3和32-4可以备选地用附图标记“32”表示。每个移动区段32被限定在两个输入目标点30之间，使得每个中间输入目标点30-1、30-2和30-3在两个相关联移动区段32之间。该示例的移动区段32是两个相应输入目标点30之间的线性内插。
图3示意性地表示基于图2中的移动区段32以及与输入目标点30相关联的混合区36-1、36-2和36-3而被限定的移动路径34。混合区36-1、36-2和36-3可以备选地用附图标记“36”表示。此外，根据图3的基于混合区36限定的移动路径34属于现有技术。图3中的移动路径34是二维的，但可以备选地是三维的。
混合区36-1与中间输入目标点30-1相关联，混合区36-2与中间输入目标点30-2相关联，并且混合区36-3与中间输入目标点30-3相关联。取决于相关联的移动区段32的特性，每个混合区36可以是二维的或三维的。图3中的混合区36是对称的，即圆形或球体。
精细点(未示出)与起始输入目标点30-0和结束输入目标点30-4中的每一个相关联。精细点可以备选地称为零区。精细点是一种类型的停止点，这意味着工业机器人12在这些点处完全停止。停止点意味着工业机器人12在程序执行通过下一指令继续之前必须到达指定位置(静止不动)。
在工业机器人12沿着移动区段32执行移动路径34期间，当进入混合区36时，移动路径34将开始接近随后移动区段32。当离开混合区36时，移动路径34将沿着随后移动区段32。因此，工业机器人12(例如，其工具18的TCP)将从起始输入目标点30-0并沿着移动区段32-1行进，直到到达混合区36-1。在混合区36-1内，移动区段32-1和32-2将被同时执行(即混合)。当工业机器人12离开混合区36-1时，工业机器人12将沿着移动区段32-2行进，直到到达混合区36-2。在混合区36-2内，移动区段32-2和32-3将被同时执行。当工业机器人12离开混合区36-2时，工业机器人12将沿着移动区段32-3行进，直到到达混合区36-3。在混合区36-3内，移动区段32-3和32-4将被同时执行。当工业机器人12离开混合区36-3时，工业机器人12将沿着移动区段32-4行进，直到到达结束输入目标点30-4。
在图2的示例中，中间输入目标点30-1、30-2和30-3是飞越点，这意味着当工业机器人12执行移动路径34时，没有获得这些点。相反，在到达中间输入目标点30-1、30-2和30-3中的任一者之前，改变运动方向。
所得移动路径34的平滑度由输入目标点30之间的距离和混合区36的大小限制。如图3所示，移动路径34不经过中间输入目标点30-1、30-2、30-3。移动路径34是稍微平滑的，但由于移动路径34和中间输入目标点30-1、30-2、30-3之间的距离非常大而不是非常准确的。因此，利用图3中的方法，保证移动路径34不经过中间输入目标点30(除了定位在直线上的两个输入目标点之间的中间输入目标点之外)。
图4示意性地表示基于图2中的移动区段32以及与输入目标点30相关联的混合区40-1、40-2和40-3而被限定的备选移动路径38。混合区40-1、40-2和40-3可以备选地用附图标记“40”表示。此外，根据图4的基于混合区40定义的移动路径38属于现有技术。将描述相对于图3的主要差异。
在图4中，减小了混合区40的大小以减小移动路径38和输入目标点30之间的偏差。然而，移动路径38也不经过输入目标点30。
图4中的小混合区40增加了沿着移动路径38的加速度，从而导致工业机器人12的磨损增加。小混合区40还导致速度减小，这例如减少了处理操作中的处理质量。因为工业机器人12需要改变混合区40中的移动方向，所以会出现增加的加速度。如果混合区40的大小较小，则移动变化需要为更突然的。
如果执行沿着移动路径38的轨迹的动态优化以获得最短循环时间，并且对加速度、扭矩或加速度相关的其他参数有限制，则较高加速度可以导致混合区40中的速度减小。速度减小增加了循环时间并且减小需要恒定速度的应用的质量。
如图4所示，与图3中的移动路径34相比，移动路径38为更准确的。也就是说，移动路径38与中间输入目标点30-2、30-3、30-4之间的距离较小。然而，移动路径38是不平滑的，因为混合区40相当小。因此，在相邻混合区40之间存在相当长的距离，其中移动路径38必须遵循移动区段32。
因此，通过使混合区更大，以移动路径的准确度为代价增加了移动路径的平滑度。通过使混合区更小，以移动路径的平滑度为代价增加了移动路径的准确度。
图5示意性地表示根据本公开的输入目标点30和虚拟目标点42-1,1、42-2,1、42-1,2、42-2,2、42-1,3和42-2,3的示例。虚拟目标点42-1,1、42-2,1、42-1,2、42-2,2、42-1,3和42-2,3可以备选地用附图标记“42”表示。同样在图5中，输入目标点30用作移动路径的输入。然而，代替在输入目标点30之间内插移动区段，限定虚拟目标点42。
在图5中，输入目标点30被示为通过多条直线44-1、44-2、44-3和44-4互连。直线44-1、44-2、44-3和44-4可以备选地用附图标记“44”表示。每条直线44被限定在两个输入目标点30之间，使得每个中间输入目标点30-1、30-2和30-3在两条直线44之间。备选地，直线44可以被称为虚拟移动区段。在一些示例中，直线44用于限定虚拟目标点42和/或混合区。在一些示例中，不需要直线44。
虚拟目标点42-1,1和42-2,1与输入目标点30-1相关联，虚拟目标点42-1,2和42-2,2与输入目标点30-2相关联，并且虚拟目标点42-1,3和42-2,3与输入目标点30-3相关联。虚拟目标点42-1,1和42-2,1位于输入目标点30-0和30-2之间，虚拟目标点42-1,2和42-2,2位于输入目标点30-1和30-3之间，并且虚拟目标点42-1,3和42-2,3位于输入目标点30-2和30-4之间。
虚拟目标点42-1,1、42-1,2和42-1,3分别是输入目标点30-1、30-2和30-3的先前虚拟目标点。虚拟目标点42-2,1、42-2,2和42-2,3分别是输入目标点30-1、30-2和30-3的随后虚拟目标点。
先前虚拟目标点42-1,1被限定在输入目标点30-0和30-1之间，先前虚拟目标点42-1,2被限定在输入目标点30-1和30-2之间，并且先前虚拟目标点42-1,3被限定在输入目标点30-2和30-3之间。随后虚拟目标点42-2,1被限定在输入目标点30-1和30-2之间，随后虚拟目标点42-2,2被限定在输入目标点30-2和30-3之间，并且随后虚拟目标点42-2,3被限定在输入目标点30-3和30-4之间。
为此，输入目标点30-1和先前虚拟目标点42-1,1之间的最大距离可以被限制为不超过直线44-1的长度，并且输入目标点30-1和随后虚拟目标点42-2,1之间的最大距离可以被限制为不超过直线44-2的长度。输入目标点30-2和先前虚拟目标点42-1,2之间的最大距离可以被限制为不超过直线44-2的长度，并且输入目标点30-2和随后虚拟目标点42-2,2之间的最大距离可以被限制为不超过直线44-3的长度。输入目标点30-3和先前虚拟目标点42-1,3之间的最大距离可以被限制为不超过直线44-3的长度，并且输入目标点30-3和随后虚拟目标点42-2,3之间的最大距离可以被限制为不超过直线44-4的长度。
图5进一步示出了多个虚拟目标向量46-1,1、46-2,1、46-1,2、46-2,2、46-1,3和46-2,3。虚拟目标向量46-1,1、46-2,1、46-1,2、46-2,2、46-1,3和46-2,3可以备选地用附图标记“46”表示。
先前虚拟目标点42-1,1由来自输入目标点30-1的先前虚拟目标向量46-1,1限定，随后虚拟目标点42-2,1由来自输入目标点30-1的随后虚拟目标向量46-2,1限定，先前虚拟目标点42-1,2由来自输入目标点30-2的先前虚拟目标向量46-1,2限定，随后虚拟目标点42-2,2由来自输入目标点30-2的随后虚拟目标向量46-2,2限定，并且先前虚拟目标点42-1,3由来自输入目标点30-3的先前虚拟目标向量46-1,3限定，并且随后虚拟目标点42-2,3由来自输入目标点30-3的随后虚拟目标向量46-2,3限定。先前虚拟目标向量46-1,1与随后虚拟目标向量46-2,1相反，先前虚拟目标向量46-1,2与随后虚拟目标向量46-2,2相反，并且先前虚拟目标向量46-1,3与随后虚拟目标向量46-2,3相反。
随后虚拟目标向量46-2,1在直线44-2上的投影和先前虚拟目标向量46-1,2在直线44-2上的投影的长度的总和小于直线44-2的长度。随后虚拟目标向量46-2,2在直线44-3上的投影和先前虚拟目标向量46-1,3在直线44-3上的投影的长度的总和等于直线44-3的长度。
随后虚拟目标点42-2,1被限定在输入目标点30-1和先前虚拟目标点42-1,2之间或在先前虚拟目标点42-1,2处，并且先前虚拟目标点42-1,2被限定在随后虚拟目标点42-2,1和输入目标点30-2之间或在随后虚拟目标点42-2,1处。随后虚拟目标点42-2,2被限定在输入目标点30-2和先前虚拟目标点42-1,3之间或在先前虚拟目标点42-1,3处(其为图5中的情况)，并且先前虚拟目标点42-1,3被限定在随后虚拟目标点42-2,2和虚拟目标点42-3之间或在随后虚拟目标点42-2,2处。
方法可以采用算法，其中输入目标点30被输入到该算法。基于输入目标点30，该算法可以限定至少一个虚拟目标点42。
在下文中，将描述用于方法的算法的一个示例。算法可以在控制系统14中的计算机程序中实现。算法使用输入目标点30作为输入。
该示例的算法的第一步骤1.1可以被公式化为：
-提供多个输入目标点pi，i＝0...N，其中N是至少为2的正自然数
(1.1)
该示例的算法的后续步骤1.2可以被公式化为：
-对于每个输入目标点pi，i＝[1,...,N-1]，引入两个虚拟目标点pv1,i＝pi+υi和v2,i＝pi-υi，其中υi是虚拟目标向量46。
(1.2)
该示例的算法的后续步骤1.3可以被公式化为：
-在步骤1.2中找到υi，使得
Figure BDA0003664174940000151
被最小化。
(1.3)
以这种方式，与不同输入目标点30相关联的相邻虚拟目标点42之间的距离的总和可以被最小化。参考图5，随后虚拟目标点42-2,1和先前虚拟目标点42-1,2之间的距离与随后虚拟目标点42-2,2和先前虚拟目标点42-1,3之间的距离的总和被最小化。
在该示例中，υi是步骤1.3中的优化问题的目标函数。υi的参数化可以用于解决优化问题。
为了理解步骤1.3，人们可以想到这样的描述类比，其中橡皮筋围绕两个相邻虚拟目标点42定位从而将它们拉在一起。例如，可以认为一个橡皮筋将虚拟目标点42-2,1和42-1,2拉在一起，并且一个橡皮筋将虚拟目标点42-2,2和42-1,3拉在一起。还可以认为，一个橡皮筋将输入目标点30-0和虚拟目标点42-1,1拉在一起，并且一个橡皮筋将输入目标点30-4和虚拟目标点42-2,3拉在一起。然后，目标函数将是最小化橡皮筋中的张力。
步骤1.3构成限定多个虚拟目标点42诸如以便在由工业机器人12执行移动路径时减小工业机器人12与中间输入目标点30-1、30-2和30-3之间的偏差的一个示例。
该示例的算法的后续步骤1.4可以被公式化为：
-对于所有虚拟目标点42，其中||pv2，i-pv1，i+1||2＜ε2，将两个虚拟目标点42替换为平均值
Figure BDA0003664174940000161
(1.4)
其中ε是阈值。例如，阈值ε可以基于直线44的平均长度来设置。在图5中，虚拟目标点42-2,2和42-1,3彼此接近并且因此被单个虚拟目标点42-2,2/42-1,3，例如虚拟目标点42-2,2和42-1,3的平均值替换。以这种方式，可以减小虚拟目标点42的数量。因此，可以使该方法的计算量降低。此外，可以避免两个目标点彼此太靠近。
在随后的步骤中，该算法可以限定与一个或多个虚拟目标点42相关联的混合区，诸如对于每个虚拟目标点42。混合区的大小可以最大化，使得整个移动路径被混合区覆盖。
算法的结果是基于起始输入目标点30-0、结束输入目标点30-4、虚拟目标点42和与虚拟目标点42相关联的混合区而被限定的移动路径。基于输入目标点30-0、30-4和五个虚拟目标点42来限定移动路径。然而，该示例的移动路径不包括与虚拟目标点42相关联的中间输入目标点30-1、30-2和30-3。因此，移动路径包括七个目标点，这是从五个输入目标点30仅增加两个目标点。因此，移动路径的计算量仅比移动路径34和38的计算量稍重。
然后，移动路径可以在针对工业机器人12的程序中实现并由工业机器人12执行。算法可以基于一组输入目标点30被自动执行并且输出移动路径。
图6示意性地表示由算法使用输入目标点30作为输入来生成的所得移动路径48。移动路径48包括起始输入目标点30-0、结束输入目标点30-4、虚拟目标点42和与每个虚拟目标点42相关联的混合区。精细点被施加到起始输入目标点30-0和结束输入目标点30-4。混合区可以各种方式限定。
如图6所示，方法使得移动路径48能够经过每个中间输入目标点30-1、30-2和30-3。虚拟目标点42还使得能够实现移动路径48的最大平滑度。图6中的移动路径48比图3中的移动路径34更平滑并且比图4中的移动路径38更准确。移动路径48的平滑性实现了沿着移动路径48的高速轨迹。
方法可以至少部分地在软件工具(诸如
Figure BDA0003664174940000171
)中实现。以这种方式，可以根据该方法以简单的方式生成平滑且准确的移动路径48。
图7示意性地表示与虚拟目标点42相关联的混合区50-1,1、50-2,1、50-1,2、50-2,2/50-1,3和50-2,3的的一个示例。混合区50-1,1、50-2,1、50-1,2、50-2,2/50-1,3和50-2,3可以备选地用附图标记“50”表示。
该示例的起始输入目标点30-0和结束输入目标点30-4是精细点。因此，区边界设置在输入目标点30-0和30-4处。区边界也设置在每个中间输入目标点30-1、30-2和30-3处。每个中间输入目标点30-1、30-2和30-3处的区边界可以被限定为垂直于相应虚拟目标向量46的平面。可以将起始输入目标点30-0处的区边界限定为垂直于相关联直线44-1的平面，并且可以将结束输入目标点30-4处的区边界限定为垂直于相关联直线44-4的平面。
如图7所示，混合区50被最大化且不对称。在该示例中，每个混合区50被限定为三角形，其中一条线连接相应区边界，并且两条线连接虚拟目标点42和相应区边界。
图7进一步示出了多个移动区段52-1、52-2、52-3、52-4、52-5和52-6。备选地，移动区段52-1、52-2、52-3、52-4、52-5和52-6可以备选地用附图标记“52”表示。方法还可以包括限定虚拟目标点42和一些输入目标点30(例如，起始输入目标点30-0和结束输入目标点30-4)之间的移动区段52。
在该示例中，每个移动区段52是两个相关联目标点之间的线性内插。移动区段52-1连接输入目标点30-0和虚拟目标点42-1,1，移动区段52-2连接虚拟目标点42-1,1和42-2,1，移动区段52-3连接虚拟目标点42-2,1和42-1,2，移动区段52-4连接虚拟目标点42-1,2和42-2,2/42-1,3，移动区段52-5连接虚拟目标点42-2,2/42-1,3和42-2,3，并且移动区段52-6连接虚拟目标点42-2,3和输入目标点30-4。
在图7中，每个混合区50相对于与混合区50相关联的移动区段52被独立地限定。通过独立地限定混合区50，即通过确定在与混合区50相关联的两个连续移动区段52中的每一个中独立表达的混合区50，提供了混合区50的灵活限定。不是被对称限制，允许根据本公开的混合区50的形状变化并且不对称。
混合区50-1,1被限定为三角形，该三角形包括输入目标点30-0和30-1之间的线、输入目标点30-0和虚拟目标点42-1,1之间的线(这里也是移动区段52-1)，以及输入目标点30-1和虚拟目标点42-1,1之间的线。混合区50-2,1被限定为三角形，该三角形包括输入目标点30-1与虚拟目标点42-2,1和42-1,2之间(例如，中间)的区边界之间的线、输入目标点30-1和虚拟目标点42-2,1之间的线，以及虚拟目标点42-2,1和42-1,2之间的区边界与虚拟目标点42-2,1之间的线。混合区50-1,2被限定为三角形，该三角形包括虚拟目标点42-2,1和42-1,2之间的区边界与输入目标点30-2之间的线、输入虚拟目标点42-2,1和42-1,2之间的区边界与虚拟目标点42-1,2之间的线，以及输入目标点30-2和虚拟目标点42-1,2之间的线。混合区50-2,2/50-1,3被限定为三角形，该三角形包括输入目标点30-2和30-3之间的线、输入目标点30-2和虚拟目标点42-2,2/42-1,3之间的线，以及输入目标点30-3和虚拟目标点42-2,2/42-1,3之间的线。混合区50-2,3被限定为三角形，该三角形包括输入目标点30-3和30-4之间的线、输入目标点30-3和虚拟目标点42-2,3之间的线，以及输入目标点30-4和虚拟目标点42-2,3之间的线(这里也是移动区段52-6)。
在该示例中，每个混合区50包括两个区边界，并且每个区边界相对于与虚拟目标点42相关联的两个移动区段52中的相应一者来限定。每个区边界可以例如以相对于两个连续移动区段52中的每一个以0％和100％之间的百分比来限定。
在图7中，混合区50-1,1从处于来自虚拟目标点42-1,1的先前移动区段52-1的100％的先前区边界延伸到处于来自虚拟目标点42-1,1的随后移动区段52-2的50％的随后区边界。混合区50-2,1从处于来自虚拟目标点42-2,1的先前移动区段52-2的50％的先前区边界延伸到处于来自虚拟目标点42-2,1的随后移动区段52-3的50％的第二区边界。混合区50-1,2从处于来自虚拟目标点42-1,2的先前移动区段52-3的50％的先前区边界延伸到处于来自虚拟目标点42-1,2的随后移动区段52-4的50％的随后区边界。混合区50-2,2/50-1,3从处于来自虚拟目标点42-2,2/42-1,3的先前移动区段52-4的50％的先前区边界延伸到处于来自虚拟目标点42-2,2/42-1,3的随后移动区段52-5的50％的随后区边界。混合区50-2,3从处于来自虚拟目标点42-2,3的先前移动区段52-5的50％的先前区边界延伸到处于来自虚拟目标点42-2,3的随后移动区段52-6的50％的随后区边界。
如图7所示，混合区50覆盖整个移动路径48。因此，与两个连续虚拟目标点42相关联的混合区50之间的距离为0。因此，允许沿整个移动路径48在输入目标点30-0和30-4之间进行混合。
备选地或附加地，每个混合区50可以相对于相应的两个连续移动区段52中的每一个以从0到1的因子来限定。因子可以由内插指数构成，该内插指数在与混合区50相关联的虚拟目标点42中具有值0并且在每个相邻目标点中具有值1。
每个混合区50可以相对于相应的两个连续移动区段52中的每一个以不同的百分比或因子来限定。如果移动路径48的一个或多个点(除了输入目标点30-0和30-4之外)为精细点，与虚拟目标点42相关联的至少一个混合区50可以被限定为虚拟目标点42和精细点之间的移动区段52的100％。相同混合区50仍然可以相对于与混合区50相关联的其他移动区段52独立地限定。
所限定的移动路径48是相同的，而不管工业机器人12沿着移动路径48的速度和加速度如何。移动路径48的几何形状独立于工业机器人12的动力学限定。可以在另一步骤中生成动态耦合(例如，工业机器人12沿着移动路径48的速度和加速度)以限定移动轨迹。然而，混合区50内的移动路径48可以各种方式混合。替代曲线，移动路径48可以例如采用混合区50内的各种多项式形状。每个混合区50内的移动路径48可以被称为拐角路径。
由于混合区50，工业机器人12被允许飞越虚拟目标点42。由此使得移动路径48更加平滑，并且可以减小或消除沿移动路径48的加速和减速阶段。因此，可以提高工业机器人12的速度，并且可以降低工业机器人12的机械部件的磨损。
在该示例中，混合区50是定位混合区50，即用于定位工具18。附加的取向混合区可以被限定用于工具18的取向。备选地，定位混合区50也可以用于工具18的取向。
图8示意性地表示与虚拟目标点42相关联的混合区50-1,1、50-2,1、50-1,2、50-2,2/50-1,3和50-2,3的另一示例。将描述相对于图7的主要差异。
在图8中，每个混合区50是圆形(或者在三维移动路径48的情况下是球体)。对于每个混合区50，圆形以相关联的虚拟目标点42为中心。
混合区50-1,1是以输入目标点30-1为中心的部分圆形。混合区50-1,1的半径对应于输入目标点30-0和虚拟目标点42-1,1之间的距离。混合区50-1,1由输入目标点30-1中的先前区边界限制。
混合区50-2,1是以虚拟目标点42-2,1为中心的完整圆形。混合区50-2,1的半径对应于虚拟目标点42-2,1和输入目标点30-1之间的距离。
混合区50-1,2是以虚拟目标点42-1,2为中心的部分圆形。混合区50-1,2的半径对应于虚拟目标点42-1,2和输入目标点30-2之间的距离。混合区50-1,2由混合区50-2,1限制。
混合区50-2,2/50-1,3是以虚拟目标点42-2,2/42-1,3为中心的部分圆形。混合区50-2,2/50-1,3的半径对应于虚拟目标点42-2,2/42-1,3和输入目标点30-2之间的距离。混合区50-2,2/50-1,3由输入目标点30-3处的区边界限制。
混合区50-2,3是以虚拟目标点42-2,3为中心的部分圆形。混合区50-2,3的半径对应于虚拟目标点42-2,3和输入目标点30-3之间的距离。混合区50-2,3由输入目标点30-4处的区边界限制。
同样在图8中，混合区50被最大化，并且混合区50中的一些(除了混合区50-2,1之外的全部)为不对称的。
工具18在虚拟目标点42中的取向o1,i可以通过经由以下使用slerp(球面线性)内插计算从输入目标点30的取向来计算
o1,i＝slerp(oi-i,oi,L)
其中
Figure BDA0003664174940000211
o2,i可以类似方法计算。o1,i和o2,i是归一化4元数据向量中的表示工具18的取向的单位四元数。使用这种方法以及虚拟目标点42之间的线性内插，输入目标点30中的工具18的位置和取向在移动路径48中将是正确的。其他类型的内插方案当然可以用于对工具18的取向进行内插。
图9示意性地表示虚拟目标点42的限制的一个示例。图9进一步示出了多个距离54-1,1、54-2,1、54-1,2、54-2,2/54-1,3和54-2,3。距离54-1,1、54-2,1、54-1,2、54-2,2/54-1,3和54-2,3可以备选地用附图标记“54”表示。
算法可以通过附加约束进行扩展。该示例的算法的附加约束2.1可以被公式化为：
-从具有索引i的虚拟目标点pv1,i到连接输入目标点pi-1和pi的直线li的最短距离54≤εtol，并且从具有索引i的虚拟目标点pv2,i到连接输入目标点pi和pi+1的直线li+1的最短距离54≤εtol
(2.1)
εtol可以例如被设置为1mm。如图9所示，相应先前虚拟目标点42-1,1、42-1,2和54-2,2/54-1,3与各条直线44-1、44-2和44-3之间的距离由相应距离54-1,1、54-1,2、54-2,2/54-1,3限制。此外，相应随后虚拟目标点42-2,1、42-2,2/42-1,3和42-2,3与相应直线44-2、44-3和44-4之间的距离由相应距离54-2,1、54-2,2/54-1,3和54-2,3限制。
图10示意性地表示虚拟目标点42的限制的另一示例。在图10中，与图9中的εtol相比，约束2.1中的εtol减小。因此，虚拟目标点42被移动得更靠近其相应的相关联的输入目标点30，并且移动路径48与相应输入目标点30之间的直线44的偏差将变得更小。以这种方式，移动路径48可以限于与输入目标点30之间的线性内插移动路径的特定程度的一致性。然而，如果εtol被选择为太低值，则移动路径48将不太平滑。
图11示意性地表示虚拟目标点42的另一示例。在输入目标点30-2和30-3之间的虚拟目标点42-2,2和42-1,3的位置是接近的，但在该示例中，还不够接近以根据步骤1.4被单个虚拟目标点替代。
该示例的算法的附加约束2.2可以被公式化为：
||υi||2≤min{||pi-pi-1||2，||pi+1-pi||2}/κ2，κ≥1 (2.2)
以这种方式，虚拟目标点42的位置与输入目标点30之间的距离相关地受到限制。因此，κ表示可以用于定位虚拟目标点42的两个输入目标点30之间的距离的部分的大小。在图11中，κ例如被设置为1。因此，虚拟目标点42的位置与输入目标点30之间的距离相关。
图12示意性地表示虚拟目标点42的另一示例。在图12中，约束2.2中的κ被设置为3。因此，虚拟目标向量46的长度减小，并且输入目标点30-2和30-3的移动路径48之间变得更加平滑。
图13示意性地表示两个虚拟目标点42-1,2和42-1,2之间的中间向量56。该示例的算法的附加约束(2.3)可以被公式化为：
先前输入目标点30的随后虚拟目标点42与随后输入目标点30的先前虚拟目标点42之间的中间向量pv2，i-pv1，i+1应处于由υi和υi+1限定的锥体中 (2.3)
约束2.3施加了平滑度。通过约束2.3，移动路径48中的移动变化将被改善，因为虚拟目标向量υi和υi+1表示相应的输入目标点pi和pi+1中的方向(导数)。如图13所示，中间向量56的倾斜度处于随后虚拟目标向量46-2,1和先前虚拟目标向量46-1,2的倾斜度之间。
图14示意性地表示中间向量56和由虚拟目标向量46-2,1和46-1,2形成的锥体。如图14所示，约束2.3对连接虚拟目标点42-2,1和42-1,2的中间向量56施加约束，使得中间向量56处于由虚拟目标向量46-1和46-2跨越的锥体中。通过以这种方式限定的中间向量56，可以使移动路径48甚至更加平滑。
如果符合以下，则约束2.3可以有效地表示为c在内部：
Figure BDA0003664174940000231
该约束在三维具体实施中也起作用。不等式中使用的向量被归一化。
虽然已经参考示例性实施例描述了本公开，但应当理解的是，本公开不限于上面已经描述的内容。例如，将理解的是，部件的尺寸可以根据需要而变化。因此，本公开旨在仅由其所附权利要求的范围限制。

Claims (19)

1.一种控制工业致动器(12)的方法，所述方法包括：
-提供多个连续输入目标点(30)，所述多个连续输入目标点中的至少一个输入目标点是中间输入目标点(30)；
-针对所述至少一个中间输入目标点(30)中的一个或多个中间输入目标点，限定与所述中间输入目标点(30)相关联的至少一个虚拟目标点(42)；
-针对所述至少一个虚拟目标点(42)中的一个或多个虚拟目标点，限定与所述虚拟目标点(42)相关联的混合区(50)；以及
-基于所述至少一个虚拟目标点(42)和所述至少一个混合区(50)来限定移动路径(48)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动路径(48)不包括与所述至少一个虚拟目标点(42)相关联的所述至少一个中间输入目标点(30)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中每个虚拟目标点(42)被限定在相对于所述输入目标点(30)的先前输入目标点(30)和随后输入目标点(30)之间，所述输入目标点与相应的所述虚拟目标点(42)相关联。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一个虚拟目标点(42)的限定包括：针对至少一个中间输入目标点(30)，限定与所述中间输入目标点(30)相关联的先前虚拟目标点(42-1)和随后虚拟目标点(42-2)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中针对与先前虚拟目标点(42-1)和随后虚拟目标点(42-2)相关联的每个中间输入目标点(30)，所述先前虚拟目标点(42-1)由来自所述输入目标点(30)的先前虚拟目标向量(46-1)限定，并且所述随后虚拟目标点(42-2)由与所述先前虚拟目标向量(46-1)相反的、来自所述输入目标点(30)的随后虚拟目标向量(46-2)限定。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一个虚拟目标点(42)的限定包括：针对至少两个中间输入目标点(30)，限定与所述中间输入目标点(30)相关联的先前虚拟目标点(42-1)和随后虚拟目标点(42-2)。
7.根据权利要求6所述的方法，其中针对与先前虚拟目标点(42-1)和随后虚拟目标点(42-2)相关联的每个中间输入目标点(30)，所述先前虚拟目标点(42-1)由来自所述输入目标点(30)的先前虚拟目标向量(46-1)限定，并且所述随后虚拟目标点(42-2)由与所述先前虚拟目标向量(46-1)相反的、来自所述输入目标点(30)的随后虚拟目标向量(46-2)限定。
8.根据权利要求7所述的方法，其中来自随后输入目标点(30)的所述先前虚拟目标向量(46-1)在所述随后输入目标点(30)和先前输入目标点(30)之间的直线(44)上的投影的长度，以及来自所述先前输入目标点(30)的所述随后虚拟目标向量(46-2)在所述直线(44)上的投影的长度的总和，等于或小于所述直线(44)的长度。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中所述虚拟目标点(42)被限定成使得每对先前输入目标点(30)的随后虚拟目标点(42-2)和随后输入目标点(30)的先前虚拟目标点(42-1)之间的每个距离的总和被最小化。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其中与先前输入目标点(30)相关联的随后虚拟目标点(42-2)以及与随后输入目标点(30)相关联的先前虚拟目标点(42-1)之间的中间向量(56)的倾斜度，处于所述先前输入目标点(30)和所述随后虚拟目标点(42-2)之间的随后虚拟目标向量(46)的倾斜度与所述先前虚拟目标点(42-1)和所述随后输入目标点(30)之间的先前虚拟目标向量(46)的倾斜度之间。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的方法，其中与先前输入目标点(30)相关联的随后虚拟目标点(42-2)以及与随后输入目标点(30)相关联的先前虚拟目标点(42-1)在如果所述随后虚拟目标点(42-2)和所述先前虚拟目标点(42-1)之间的距离低于阈值时被单个虚拟目标点(42)替换。
12.根据权利要求4至11中任一项所述的方法，其中所述先前虚拟目标点(42-1)被限定在先前输入目标点(30)以及与相应的所述虚拟目标点(42)相关联的所述输入目标点(30)之间，并且其中所述随后虚拟目标点(42-2)被限定在随后输入目标点(30)以及与相应的所述虚拟目标点(42)相关联的所述输入目标点(30)之间。
13.根据权利要求4至12中任一项所述的方法，还包括针对每个先前虚拟目标点(42-1)，限制所述先前虚拟目标点(42-1)与下述直线(44)之间的距离(54)，所述直线在先前输入目标点(30)以及与所述先前虚拟目标点(42-1)相关联的所述输入目标点(30)之间。
14.根据权利要求4至13中任一项所述的方法，其中输入目标点(30)以及与所述输入目标点(30)相关联的先前虚拟目标点(42-1)之间的最大距离基于所述输入目标点(30)和先前输入目标点(30)之间的距离而被限制。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中与所述至少一个虚拟目标点(42)中的一个或多个虚拟目标点相关联的所述混合区(50)是不对称的。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中针对所述至少一个中间输入目标点(30)中的两个或更多个中间输入目标点，限定与所述中间输入目标点(30)相关联的至少一个虚拟目标点(42)，其中混合区(50)与所述至少两个虚拟目标点(42)中的两个连续虚拟目标点(42)中的每一个相关联，并且其中与所述两个连续虚拟目标点(42)相关联的所述混合区(50)之间的距离小于所述两个连续虚拟目标点(42)之间的距离的25％。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述工业致动器(12)是工业机器人。
18.一种用于控制工业致动器(12)的控制系统(14)，所述控制系统(14)包括数据处理设备(24)和其上存储有计算机程序的存储器(26)，所述计算机程序包括程序代码，所述程序代码在由所述数据处理设备(24)执行时使所述数据处理设备(24)执行以下步骤：
-提供多个连续输入目标点(30)，所述多个连续输入目标点中的至少一个输入目标点是中间输入目标点(30)；
-针对所述至少一个中间输入目标点(30)中的一个或多个中间输入目标点，限定与所述中间输入目标点(30)相关联的至少一个虚拟目标点(42)；
-针对所述至少一个虚拟目标点(42)中的一个或多个虚拟目标点，限定与所述虚拟目标点(42)相关联的混合区(50)；以及
-基于所述至少一个虚拟目标点(42)和所述至少一个混合区(50)来限定移动路径(48)。
19.一种致动器系统(10)，包括根据权利要求18所述的控制系统(14)和工业致动器(12)。
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