CN117930695A - 具有集中的位置检测的机器人的控制 - Google Patents
具有集中的位置检测的机器人的控制 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117930695A CN117930695A CN202311387799.XA CN202311387799A CN117930695A CN 117930695 A CN117930695 A CN 117930695A CN 202311387799 A CN202311387799 A CN 202311387799A CN 117930695 A CN117930695 A CN 117930695A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- robot
- utility
- control device
- room
- robots
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 87
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 5
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/20—Control system inputs
- G05D1/22—Command input arrangements
- G05D1/221—Remote-control arrangements
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/20—Control system inputs
- G05D1/22—Command input arrangements
- G05D1/221—Remote-control arrangements
- G05D1/225—Remote-control arrangements operated by off-board computers
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/20—Control system inputs
- G05D1/22—Command input arrangements
- G05D1/221—Remote-control arrangements
- G05D1/226—Communication links with the remote-control arrangements
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/20—Control system inputs
- G05D1/24—Arrangements for determining position or orientation
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/20—Control system inputs
- G05D1/24—Arrangements for determining position or orientation
- G05D1/243—Means capturing signals occurring naturally from the environment, e.g. ambient optical, acoustic, gravitational or magnetic signals
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/20—Control system inputs
- G05D1/24—Arrangements for determining position or orientation
- G05D1/247—Arrangements for determining position or orientation using signals provided by artificial sources external to the vehicle, e.g. navigation beacons
- G05D1/249—Arrangements for determining position or orientation using signals provided by artificial sources external to the vehicle, e.g. navigation beacons from positioning sensors located off-board the vehicle, e.g. from cameras
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/40—Control within particular dimensions
- G05D1/43—Control of position or course in two dimensions
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/60—Intended control result
- G05D1/617—Safety or protection, e.g. defining protection zones around obstacles or avoiding hazards
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/60—Intended control result
- G05D1/617—Safety or protection, e.g. defining protection zones around obstacles or avoiding hazards
- G05D1/622—Obstacle avoidance
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/60—Intended control result
- G05D1/617—Safety or protection, e.g. defining protection zones around obstacles or avoiding hazards
- G05D1/622—Obstacle avoidance
- G05D1/633—Dynamic obstacles
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/60—Intended control result
- G05D1/69—Coordinated control of the position or course of two or more vehicles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
- A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/10—Safety means specially adapted therefor
- A61B6/102—Protection against mechanical damage, e.g. anti-collision devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
- A61B6/4405—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis the apparatus being movable or portable, e.g. handheld or mounted on a trolley
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
- A61B6/547—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis involving tracking of position of the device or parts of the device
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
- G05B2219/40298—Manipulator on vehicle, wheels, mobile
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D2101/00—Details of software or hardware architectures used for the control of position
- G05D2101/20—Details of software or hardware architectures used for the control of position using external object recognition
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
在房间中设置有多个实用机器人,其在房间中自动地运动。实用机器人为了相应的实用机器人的运动各自地分别与机器人控制装置相关联。除实用机器人外,在房间中位置固定地或可运动地设置有多个另外的元件。房间关联有与实用机器人分离的检测系统,其检测表征实用机器人和另外的元件的当前位置的数据。与房间相关联的、实用机器人共用的主控制装置一再反复地接收数据,在考虑实用机器人和另外的元件的当前位置的条件下求取对实用机器人的运动预设,所述运动预设在相应的实用机器人运动时应被考虑,并且将运动预设传送至机器人控制装置。机器人控制装置在实用机器人运动时考虑传送至所述机器人控制装置的运动预设。
Description
技术领域
本发明以用于多个实用机器人在房间中运动的方法为出发点,在所述房间中,除实用机器人外,位置固定地或可运动地设置有多个另外的元件。
房间通常由壁环绕。房间尤其可以是医用房间,例如患者的检查室或治疗室。
术语“实用机器人”的使用用于在语言上区分对应的机器人与后面还要介绍的监控机器人。术语“实用机器人”没有进一步的含义。
位置固定的元件的一个实例是设置在房间中的柜子。可运动的元件的一个实例是可移动的CT设施。人、例如医务人员在此意义上也可以视为另外的元件。虽然作为整体位置固定、但是具有可运动的元件的检查床也可以是另外的元件。
本发明此外以包括机器代码的控制程序为出发点,所述机器代码可由多个实用机器人共用的主控制装置处理,其中机器代码通过主控制装置的处理引起,主控制装置实施这种方法。
表述“主控制装置”用于强调以下状况,即对应的控制装置对于所有实用机器人来说仅存在一个。因此,所述控制装置并非与单个实用机器人专有地或各自地相关联。
本发明此外以多个实用机器人共用的主控制装置为出发点,所述主控制装置借助这种控制程序编程,使得所述主控制装置在运行中实施这种方法。
本发明此外以如下房间为出发点,
-其中在房间中设置有多个实用机器人,所述实用机器人在房间中自动地运动,
-其中实用机器人为了相应的实用机器人的运动各自地分别与机器人控制装置相关联,
-其中在房间中,除实用机器人外,位置固定地或可运动地设置有多个另外的元件。
术语“机器人控制装置”的使用用于强调以下状况,即对应的控制装置用于控制相应的实用机器人。术语“机器人控制装置”没有进一步的含义。
背景技术
此类方法和相关联的另外的主题是普遍已知的。
越来越多地使用实用机器人。预计这一趋势不会逆转。不仅如此,在医疗领域也是如此。使用实用机器人必然得出对实用机器人的自主的或至少部分自主的调度(运动)的要求。为了可以实现实用机器人的自主调度,在现有技术中需要高的耗费。这不仅适用于控制装置本身的复杂性,而且也适用于所需的传感装置的范围。传感装置的范围大至,使得甚至为此所需的能量消耗都是非常大量的。
在现有技术中,传感装置与相应的实用机器人的组成部分和相应的实用机器人专有地相关联。因此,传感装置的耗费还有能量的消耗(至少)与实用机器人的数量成比例。
发明内容
本发明的目的在于实现如下可能性,借助于所述可能性可以降低多个实用机器人自主运行所需的耗费。
所述目的通过一种用于使多个实用机器人在房间中运动的方法来实现。所述方法的有利的设计方案是下面的说明书的主题。
根据本发明,开头提到类型的方法通过以下方式设计,即实用机器人共用的主控制装置一再反复地
-接收由与实用机器人分离的检测系统检测的数据,所述数据表征实用机器人的和另外的元件的当前位置,
-在相应的实用机器人运动时,在考虑实用机器人的和另外的元件的当前位置的条件下,求取对实用机器人的要考虑的运动预设,以及
-将运动预设传送至与实用机器人各自地相关联的机器人控制装置。
机器人运动控制装置在操控实用机器人时(当然)考虑运动预设。
因此,检测系统不是相应的实用机器人的组成部分,而是本身独立于实用机器人。因此,检测系统必须与实用机器人的数量无关地仅存在一个。用于这种检测系统本身的耗费、用于所述检测系统的运行的耗费还有检测系统的能量消耗因此与实用机器人的数量无关。
实用机器人的数量可以是根据需要的。在罕见的个别情况下存在仅一个唯一的实用机器人。然而,通常,实用机器人的数量大于1。这不仅在现有技术中、而且在本发明的范围内适用。通常,实用机器人的数量在3和10之间。
可行的是,主控制装置作为运动预设求取:相应的实用机器人应当如何运动。因此,在一种情况下,运动预设例如是类型“所述实用机器人现在应当沿方向X移动20cm”或类型“所述实用机器人现在应当以速度Y沿方向X移动直至撤销(bis auf Widerruf)”。替选地可行的是,主控制装置作为运动预设求取以下范围,相应的实用机器人允许在所述范围内运动。在此情况下,运动预设例如是类型“所述实用机器人允许从其现在的方位起运动20cm”。在此情况下,相应的机器人控制装置虽然自己决定:相应的实用机器人是否运动。但是,相应的机器人控制装置将运动限制为20cm。
通常,检测的数据是无接触检测的数据,尤其光学检测的数据。所述数据例如可以借助超声波、借助雷达、借助激光雷达或借助至少一个相机检测。
检测的数据可以自身是三维位置分辨的。这种数据的一个实例是超声波、雷达或激光扫描,其中通过相应的超声波、雷达或激光射束的方向(两个坐标)结合相应的超声波、雷达或激光射束从其源至分别检测的物体和返回(第三坐标)的渡越时间,得出在三维房间中的位置。术语“物体”在此在任意物体的意义上使用。在此可以不仅涉及实用机器人、而且也涉及其他物体,例如涉及另外的元件中的一个元件。
替选地,检测的数据可以自身首先仅是二维位置分辨的。这种数据的一个实例是借助于常规相机的检测。在二维检测的情况下,通常以计算的方式求取机器人的位置的第三维度。例如,可以由光源将条纹图案投影到房间中,所述条纹图案反映在至少一个相机的检测的图像中。根据这种条纹图案,可以——在使用仅一个单个的相机时也——求取所谓的深度图像。同样可行的是,实用机器人的三维位置根据从不同位置起检测的多个本身二维的图像求取。例如,可以存在多个相机,或可以将单个相机顺序地依次在不同位置处定位。这些方式的组合也是可行的。在个别情况下,以计算的方式求取实用机器人的位置的第三维度可以通过检测装置进行。然而,通常,所述以计算的方式的求取通过主控制装置进行。
优选地,检测的数据是相机图像。所述方式由于相机和所属的用于图像处理的软件的广泛传播是成本适宜的且可靠的。所述方式在能量方面也是非常有利的。
优选地,主控制装置在首次求取运动预设之前和/或在再次求取运动预设之前将辨别命令传送至机器人控制装置,基于所述辨别命令,在检测的数据中可识别的实用机器人同步地或顺序地依次采取措施。在此情况下,主控制装置可以根据由实用机器人采取的措施辨别在检测的数据中可识别的实用机器人。所述方式简化——例如在整个系统投入运行时——在检测的数据中可识别的实用机器人与真正存在的实用机器人的关联。
辨别命令例如可以是,使单个实用技术人顺序地依次地分别动作,使得所述实用机器人采取限定的行动,而其他实用机器人不采取行动。限定的行动例如可以是相应的实用机器人在房间中的(略微的、但是可识别的)运动。也可以是其他行动,例如相应的实用机器人的臂的运动或相应的实用机器人的光源的操控。替选地,辨别命令例如可以是,虽然使多个实用机器人同时实施确定的行动,然而行动是彼此不同的。例如,一个实用机器人可以实施线性运动(是单向的,是来回的),另一实用机器人可以弧形地或圆形地移动,又一实用机器人可以在位置处围绕其自身的轴线旋转,而再一实用机器人可以使其元件运动,例如抬起臂。
所述目的此外通过具有本发明的特征的控制程序来实现。根据本发明,控制程序通过主控制装置的处理引起:主控制装置实施根据本发明的方法。所述目的此外通过具有本发明的特征的主控制装置来实现。根据本发明,主控制装置借助根据本发明的控制程序编程,使得所述主控制装置在运行中实施根据本发明的方法。
所述目的此外通过具有本发明的特征的房间来实现。根据本发明,开头提到类型的房间通过以下方式设计,
-房间关联有与实用机器人分离的检测系统,借助于所述检测系统一再反复地检测数据,所述数据表征实用机器人的和另外的元件的当前位置,
-房间关联有根据本发明的主控制装置,并且
-主控制装置与机器人控制装置在数据方面连接,用于接收借助检测系统检测的数据并且用于传送运动预设。
在房间的一个优选的设计方案中,实用机器人不具有如下传感装置,所述传感装置用于检测相应的实用机器人距位于相应的实用机器人的环境中的物体的间距。在此情况下,实用机器人的(直接的或上级的)运动控制仅通过主控制装置进行。这不仅实现成本优势、而且实现在能量消耗方面的优点。在此处,术语“物体”包括所有与相应的实用机器人本身不同的物体,例如其他的实用机器人或另外的元件。
替选地可行的是,实用机器人虽然具有这种传感装置,但是传感装置不运行。在此情况下,虽然仅实现在能量消耗方面的优点。为此然而可行的是,将传感装置作为对于主控制装置失效的情况的后备级(Rückfallebene)。替选地,相反的方式也是可行的,即如果相应的实用机器人的传感装置失效,那么主控制装置才参与。因此这得出冗余。
用于检测相应的实用机器人距位于相应的实用机器人的环境中的物体的间距的传感装置是如下传感装置:还在相应的实用机器人碰触这种物体、例如碰撞到其之前,所述传感装置就能够检测在相应的实用机器人的环境中的物体。这种传感装置的术语不包括对相应的实用机器人的纯位置求取,例如基于相应的实用机器人的各个移动运动的积分,其中移动方向分别是已知的,并且检测移动路径。这种传感装置的术语也不包括只识别碰触另一物体(例如碰撞到另一物体)的传感装置。
为了检测表征实用机器人在房间中的位置的数据,检测系统可以具有至少一个位置固定地设置在房间中的检测单元。这种检测单元例如可以在房间的非常特定的位置处固定地设置。这也在检测单元在其不平移运动的情况下仅围绕一条或两条轴线可枢转时适用。
替选地或附加地,用于检测数据的检测系统可以具有至少一个检测单元,所述检测单元设置在承载结构处,所述承载结构在房间中是位置固定的刚性的或是可运动的。这种检测单元例如可以固定在轨道处,检测单元可沿着所述轨道移动。在此情况下形成承载结构的轨道就其而言例如可以固定在房间的天花板处。这种检测单元例如可以固定在关节臂的或伸缩臂的一个端部处,所述关节臂的或伸缩臂的另一端部关于房间是位置固定的。关节臂或伸缩臂在此情况下形成可运动的承载结构。对应的臂例如可以固定在房间的壁处。在设置在承载结构处的情况下,检测单元必要时可以是围绕一条或两条轴线可枢转的。
替选地或附加地,用于检测数据的检测系统可以具有至少一个固定在监控机器人处的检测单元,所述监控机器人在房间中是可移动的。在此情况下,监控机器人可以说是一种主控机器人(Masterroboter)。在监控机器人的情况下,检测单元也可以是围绕一条或两条轴线可枢转的。必要时,所述检测单元也可以由监控机器人——在监控机器人本身不移动的情况下——平移地移动。
术语“监控机器人”的使用用于在语言上区分对应的机器人与已经介绍的监控机器人。术语“监控机器人”没有进一步的含义。
附图说明
本发明的上述特性、特征和优点以及如何实现这些特性、特征和优点的方式和方法结合下面对实施例的描述变得可更清晰且清楚地理解,所述实施例结合附图详细阐述。在此,以示意图示出:
图1示出房间的从上方的俯视图;
图2示出方框图;
图3示出流程图;
图4示出实用机器人的位置和可能的运动预设;
图5示出另一流程图;
图6示出另一流程图;以及
图7示出实用机器人。
具体实施方式
根据图1,在房间1中设置有机器人2(以下称作为实用机器人2)。在图1中示出三个实用机器人2。然而,所述数量仅是示例性的。也可以存在更多或更少的实用机器人2。实用机器人2应当在房间1中自动地运动。
房间1通常,如一般常见的那样,由壁3限界。房间尤其可以是在医学上使用的房间,例如患者的检查室或治疗室。
此外,在房间1中设置有另外的元件4。另外的元件4可以在房间1中位置固定地设置。这种元件4的实例是用于实用机器人2的工作站或柜子。另外的元件4但是同样可以在房间1中可运动地设置。这种元件4的实例尤其是在房间1中运动的人。人例如可以是医生或其他医务人员。虽然不能自己运动、但是可以通过外部影响运动的物体(例如由人在房间1中停放的手推车)可以是元件4。元件4例如还可以是用于患者的检查区域。这种检查区域通常具有基座元件,所述基座元件本身是位置固定的并且直立在房间1的地面上。然而,在基座元件上可以设置有检查床,所述检查床相对于基座元件在一定的界限内是可移动的。这种元件4虽然一方面作为整体是位置固定的,但是并非始终占据房间1的相同区域。提到的元件4是纯示例性的。
根据图2,实用机器人2各自地分别与机器人控制装置5相关联。相应的机器人控制装置5控制其所关联的实用机器人2。尤其,所述机器人控制装置也控制相应的实用机器人2的运动。相应的机器人控制装置5可以设置在相应的实用机器人2上,使得所述机器人控制装置与相应的实用机器人2一起运动。替选地,所述机器人控制装置可以与相应的实用机器人2分离地设置。在最后提到的情况下,在相应的机器人控制装置5和相应的实用机器人2之间进行无线通信。
根据图2还存在主控制装置6。主控制装置6与作为整体的房间1相关联进而是实用机器人2共用的。因此,与实用机器人2的数量无关地仅存在一个所述主控制装置。
主控制装置6通常,如在图2中通过说明“μP”(表示微型处理器)所表明的,是可编程的。主控制装置6借助控制程序7编程。控制程序7包括机器代码8,所述机器代码可由主控制装置6处理。机器代码8通过主控制装置6的处理引起:主控制装置6实施用于控制实用机器人5的方法,所述方法下面(首先结合图2和3,之后也结合另外的附图)详细阐述。
根据图3,主控制装置6首先在步骤S1中实施初始化例程。步骤S1仅是可选的进而在图3中仅虚线地示出。步骤S1的可能的设计方案随后阐述。
在步骤S2中,主控制装置6从检测系统9(参见图2)接收数据D。主控制装置6为了该目的与检测系统9在数据方面连接。
数据D之前由检测系统9检测。数据D表征实用机器人2的和另外的元件4的当前位置P。检测系统9同样与作为整体的房间1相关联进而与实用机器人2本身分离。检测系统9的可能的设计方案同样随后还阐述。
在步骤S3中,主控制装置6根据在步骤S2中接收的数据D求取实用机器人2的和另外的元件4的当前位置P。在此基础上,即在考虑实用机器人2的和另外的元件4的当前位置P的条件下,主控制装置6在步骤S4中求取对实用机器人2的运动预设V。在相应的实用机器人2运动时应当考虑运动预设V。
在步骤S5中,主控制装置6将运动预设V传送至机器人控制装置5。因此,主控制装置6为了传送运动预设V与机器人控制装置5在数据方面连接。当然足够的是,主控制装置6仅将对于相应的机器人控制装置5重要的运动预设V传送至机器人控制装置5。在相应的实用机器人2运动时,机器人控制装置5考虑传送至其的运动预设V。
从步骤S5开始,主控制装置6又回到步骤S2。因此,主控制装置6一再反复地实施步骤S2至S5。如果存在步骤S1,则还可行的是,主控制装置6不时地——例如一小时一次——从步骤S5起不回到步骤S2,而是回到步骤S1。
运动预设V根据图4中的示图例如可以是具体的预设:相应的实用机器人2应当如何从其瞬时位置P开始在房间1中运动。这种可能的预设在图4中由对应的箭头10表明。箭头10具有特定方向和特定长度。通过方向和长度非常具体地详细说明对应的实用机器人2在房间1中的运动。对应的机器人控制装置5在该情况下操控相应的实用机器人2,使得实施所述运动预设V。另一这种可能的预设在图4中通过围绕相应的实用机器人2的当前位置P的虚线圆11表明。圆11具有特定的半径R。圆11规定以下区域或范围,相应的实用机器人2允许在所述区域或范围内运动。对应的机器人控制装置5在该情况下根据其自身的编程求取实际的操控。然而,所述机器人控制装置在求取具体的移动运动时考虑:相应的实用机器人2的允许的移动运动通过圆11限界。代替圆11的预设,当然其他几何图形的预设也是可行的。然而,圆具有以下优点:圆可以通过唯一的变量、即半径R描述。
数据D由检测系统9通常无接触地检测。即使检测例如借助超声波或借助雷达是可行的,然而光学的数据检测尤其适合。在光学的数据检测中,借助于激光雷达的检测是可行的。然而,优选地,检测的数据D是相机图像。例如,检测系统9作为检测单元12——参见图1——可以包括(至少一个)相机。
可行的是,由单个相机检测的图像——即使图像本身是二维的——已经包括深度信息从而可实现三维的位置分辨。对应的方法和方式在现有技术中已知。通常,由相机检测的图像然而仅是二维地位置分辨的并且不包括深度信息。然而,经常在不同位置处存在多个相机。例如,根据图1中的示图,检测系统9可以具有多个检测单元12或相机,用于检测数据D。检测单元12的设置可以是根据需要的。
这在下文中根据四个检测单元12阐述,所述检测单元在下文中为了彼此区分称作为检测单元12a至12d。然而要指出,检测装置12或相机的其他数量和设置方式也是可行的。
例如,检测单元12中的至少一个检测单元可以位置固定地设置在房间1中。根据图1,在检测单元12a处是这种情况,该检测单元在此固定在房间1的壁3处。检测单元12a/相机必要时还可以围绕一条或两条轴线枢转。焦距调整也可以是可行的。
同样,检测单元12中的至少一个检测单元例如可以设置在房间中位置固定的刚性的承载结构处。根据图1,在检测单元12b处是这种情况。检测单元12b在此设置在轨道13处,检测单元12b可沿着所述轨道移动。轨道13是在房间1中位置固定的刚性的承载结构。轨道13例如可以固定在房间1的天花板处。类似于检测单元12a,在此检测单元12b/相机围绕一条或两条轴线的枢转和/或焦距调整也可以是可行的。
同样地,检测单元12中的至少一个检测单元例如可以设置在房间中位置固定的可运动的承载结构处。根据图1,在检测单元12c处是这种情况。检测单元12c在此设置在关节臂14处,通过所述关节臂的运动,检测单元12c是可移动的。关节臂14是在房间1中位置固定的可运动的承载结构。关节臂14例如可以固定在房间1的壁3处。关于检测单元12c,检测单元12c/相机围绕一条或两条轴线的枢转和/或焦距调整也可以是可行的。对于关节臂14替选地,也可以使用伸缩臂。关节臂14的两个端部也可以对承载轨道进行承载,类似于检测单元12a的固定。
现在特别优选的是,检测单元12中的至少一个检测单元固定在监控机器人15处。在此,在检测单元12d处是这种情况。监控机器人15就其而言在房间1中是可移动的。监控机器人15可以说是一种主控机器人。在监控机器人15的情况下,所属的检测单元12d也可以是围绕一条或两条轴线可枢转的。焦距调整也可以是可行的。
如已经阐述的那样,主控制装置6在步骤S3中求取实用机器人2的和另外的元件4的位置P。通常,这根据图5中的示图通过以下方式进行,即主控制装置6在步骤S11中从不同的检测装置12接收其相应的数据D。例如,主控制装置6在步骤S11中可以从每个检测装置12a至12d作为相应的数据D分别接收二维地位置分辨的图像。在步骤S12中,主控制装置6将不同检测装置12的数据合并。由此,主控制装置6可以在步骤S13中,基于数据D整体,求取实用机器人2的和另外的元件4的位置P。因此,结果是,主控制装置6根据二维数据D整体来求取三维的对应的位置P。但是,其他设计方案也是可行的。决定性的是,主控制装置6得知位置P。
如已经提到的,四个检测单元12的数量是纯示例性的。同样也可能存在更多或更少的检测单元12。在可运动的检测单元12(根据实施例即检测单元12b至12d)的情况下,也可以使用同一检测单元12的图像的序列,其中对应的检测单元12在检测相应的数据或图像时分别位于不同的检测位置处。
在下文中,结合图6阐述步骤S1的初始化例程的可能的实现方案。
根据图6,主控制装置6首先在步骤S21中接收数据D。在步骤S22中,主控制装置6根据步骤S21的数据D求取实用机器人2的和另外的元件4的位置P。步骤S21和S22基本上与图3的步骤S2和S3相符。主要区别然而在于,主控制装置6在实施图3的步骤S3时已知:哪个(实际的)实用机器人2与数据D中的实用机器人2的哪个映射/识别相符,而这对于主控制装置6在实施图6的步骤S22时虽然可以是已知的,但是并非是必须已知的。
在步骤S23中,主控制装置6将辨别命令B传送至所属的机器人控制装置5。机器人控制装置5基于辨别命令B操控所属的实用机器人2,使得实用机器人2实施特定的措施。措施使得,根据采取的措施在由检测系统9检测的数据D中可识别:哪个(实际的)实用机器人2与数据D中的实用机器人2的哪个映射相符。措施可以由实用机器人2同步地或顺序地依次采取。对此的实例已经说明。在步骤S23之后,主控制装置6在步骤S24中重新接收数据D。基于现在接收的数据D——必要时结合在步骤S21中接收的数据D或在步骤S22中求取的位置P——主控制装置6可以在步骤S25中进行数据D中的相应的实用机器人2的对应的辨别进而也进行识别的实用机器人2与实际的实用机器人2的关联。必要时,步骤S23至S25的系列必须多次重复,例如对于每个实用机器人2各一次。
由于根据本发明的运行方式在实用机器人2运动时可行的是,实用机器人2根据图7中的示图不具有传感装置16,所述传感装置需要用于检测相应的实用机器人2距位于相应的实用机器人2的环境中的物体的间距。传感装置16出于所述原因在图7中仅虚线地示出。替选地可行的是,实用机器人2虽然具有这种传感装置16,但是传感装置16不运行。
如果不存在传感装置16,则实用机器人2的(直接的或上级的)运动控制总是并且仅通过主控制装置6进行。在其他情况下,实用机器人2的控制替选地可通过主控制装置6或通过传感装置16的使用来实现。通常,在这种情况下,控制优选地通过主控制装置6进行并且次要地才通过使用传感装置16进行。原则上,但是相反的方式也是可行的。
因此,总的来说,本发明涉及以下事实:
在房间1中设置有多个实用机器人2,所述实用机器人在房间1中自动地运动。实用机器人2为了相应的实用机器人2的运动各自地分别与机器人控制装置5相关联。除实用机器人2外,在房间1中位置固定地或可运动地设置有多个另外的元件4。房间1关联有与实用机器人2分离的检测系统9,所述检测系统检测数据,所述数据表征实用机器人2的和另外的元件4的当前位置P。与房间1相关联的、实用机器人2共用的主控制装置6一再反复地接收数据D,在考虑实用机器人2的和另外的元件4的当前位置P的条件下求取对实用机器人2的运动预设V,在相应的实用机器人运动时应考虑所述运动预设,并且将运动预设V传送至机器人控制装置5。在实用机器人2运动时,机器人控制装置5考虑传送至其的运动预设V。
本发明具有多个优点。通过使用共用的检测系统9和主控制装置6,对实用机器人2的运动引导的简单的、与实用机器人2的数量无关的实现方案是可能的。尤其,使用相机作为检测单元12可实现非常成本适宜的实现方案,所述实现方案也仅具有少量的能耗。此外,主控制装置6可实现实用机器人2的全面的(协调的)运动引导。
尽管本发明的细节通过优选的实施例详细图解说明和描述,但是本发明不受公开的实例限制,并且本领域技术人员可以从中推导出其他变型形式,而不会脱离本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于使多个实用机器人(2)在房间(1)中运动的方法,除所述实用机器人(2)外,在所述房间(1)中位置固定地或可运动地设置有多个另外的元件(4),其中所述实用机器人(2)共用的主控制装置(6)一再反复地
-接收由与所述实用机器人(2)分离的检测系统(9)检测的数据(D),所述数据(D)表征所述实用机器人(2)的和所述另外的元件(4)的当前位置(P),
-在考虑所述实用机器人(2)的和所述另外的元件(4)的当前位置(P)的条件下,求取在相应的实用机器人(2)运动时对所述实用机器人(2)应考虑的运动预设(V),以及
-将所述运动预设(V)传送至与所述实用机器人(2)各自地相关联的机器人控制装置(5)。
2.根据权利要求1所述的方法,
其特征在于,
所述主控制装置(6)作为运动预设(V)求取:相应的实用机器人(2)应当如何运动,或作为运动预设(V)求取以下范围:相应的实用机器人(2)允许在所述范围内运动。
3.根据权利要求1或2所述的方法,
其特征在于,
所述检测的数据(D)是无接触地检测的数据,尤其是光学检测的数据。
4.根据权利要求3所述的方法,
其特征在于,
所述检测的数据(D)是相机图像。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其特征在于,
在首次和/或再次求取所述运动预设(V)之前,所述主控制装置(6)将辨别命令(B)传送至所述机器人控制装置(5),基于所述辨别命令(B),在所述检测的数据(D)中能够识别的所述实用机器人(2)同步地或顺序地依次采取措施,并且所述主控制装置(6)根据由所述实用机器人(2)采取的措施辨别在所述检测的数据(D)中能够识别的实用机器人(2)。
6.一种控制程序,所述控制程序包括机器代码(8),所述机器代码(8)能够由多个实用机器人(2)共用的主控制装置(6)处理,其中所述机器代码(8)通过所述主控制装置(6)的处理引起:所述主控制装置(6)实施根据上述权利要求中任一项所述的方法。
7.一种多个实用机器人(2)共用的主控制装置,所述主控制装置借助根据权利要求6所述的控制程序(7)编程,使得所述主控制装置在运行中实施根据权利要求1至5中任一项所述的方法。
8.一种房间,
-其中在所述房间中设置有多个实用机器人(2),所述实用机器人(2)在所述房间中自动地运动,
-其中所述实用机器人(2)为了相应的实用机器人(2)的运动各自地分别与机器人控制装置(5)相关联,
-其中在所述房间中,除所述实用机器人(2)外,位置固定地或可运动地设置有多个另外的元件(4),
-其中所述房间关联有与所述实用机器人(2)分离的检测系统(9),借助于所述检测系统检测数据(D),所述数据(D)表征所述实用机器人(2)的和所述另外的元件(4)的当前位置(P),
-其中所述房间关联有根据权利要求7所述的主控制装置(6),
-其中所述主控制装置(6)为了接收所述检测的数据(D)与所述检测系统(9)在数据方面连接,并且为了传送运动预设(V)与所述机器人控制装置(5)在数据方面连接。
9.根据权利要求8所述的房间,
其特征在于,
所述实用机器人(2)不具有传感装置(16),所述传感装置(16)用于检测相应的实用机器人(2)距位于所述相应的实用机器人(2)的环境中的物体的间距,或者所述实用机器人(2)虽然具有这种传感装置(16),但是所述传感装置(16)不运行。
10.根据权利要求8或9所述的房间,
其特征在于,
所述检测系统(9)为了检测表征所述实用机器人(2)在所述房间中的位置(P)的数据(D)而具有:
-至少一个位置固定地设置在所述房间中的检测单元(12a),和/或
-至少一个设置在承载结构处的检测单元(12a,12b),所述承载结构在所述房间中是位置固定的刚性的或是可运动的,和/或
-至少一个在监控机器人(15)处固定的检测单元(12d),所述监控机器人(15)能够在所述房间中移动。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022211255.5 | 2022-10-24 | ||
DE102022211255.5A DE102022211255A1 (de) | 2022-10-24 | 2022-10-24 | Steuerung von Robotern mit zentralisierter Positionserfassung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117930695A true CN117930695A (zh) | 2024-04-26 |
Family
ID=90572989
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311387799.XA Pending CN117930695A (zh) | 2022-10-24 | 2023-10-23 | 具有集中的位置检测的机器人的控制 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117930695A (zh) |
DE (1) | DE102022211255A1 (zh) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007018810A1 (de) | 2007-04-20 | 2008-10-30 | Siemens Ag | Verfahren zur Bewegungsüberwachung bei einer medizintechnischen Anlage sowie zugehörige medizintechnische Anlage |
EP2208584B1 (de) | 2009-01-14 | 2011-12-21 | GFRT - Fortschrittliche Robotertechnologie GmbH & Co. KG | Verfahren zur Steuerung von Industrierobotern |
US9682481B2 (en) | 2015-10-26 | 2017-06-20 | X Development Llc | Communication of information regarding a robot using an optical identifier |
CN107479544A (zh) | 2016-06-08 | 2017-12-15 | 科沃斯机器人股份有限公司 | 母子机协同工作系统及其工作方法 |
JP2020087206A (ja) | 2018-11-29 | 2020-06-04 | 株式会社日立製作所 | 自律体システム及びその制御方法 |
DE102019201696B4 (de) | 2019-02-11 | 2020-11-05 | Zf Friedrichshafen Ag | Steuerung einer Bearbeitungsmaschine |
US20210321044A1 (en) | 2021-06-23 | 2021-10-14 | Intel Corporation | Robot sensor data management |
-
2022
- 2022-10-24 DE DE102022211255.5A patent/DE102022211255A1/de active Pending
-
2023
- 2023-10-23 CN CN202311387799.XA patent/CN117930695A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102022211255A1 (de) | 2024-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10265035B2 (en) | Method and device for motion control of a mobile medical device | |
US20190314095A1 (en) | Robotic system display system for displaying auxiliary information | |
US8082064B2 (en) | Robotic arm and control system | |
CN1141599C (zh) | 用于确定目标的空间位置的系统 | |
US20220160445A1 (en) | Robotic surgical collision detection systems | |
US7076286B2 (en) | Surgical microscope | |
US20060058919A1 (en) | Medical examination and treatment apparatus | |
US20220175464A1 (en) | Tracker-Based Surgical Navigation | |
EP0367526A2 (en) | Closed-loop navigation system for mobile robots | |
CN102905642A (zh) | 将腹腔镜检查机器人的器械臂运动到相对于套针的预定的相对位置的方法 | |
JPH02143309A (ja) | 操縦方法及び装置 | |
CN103957801A (zh) | X射线诊断用的姿势探测支持系统和x射线诊断装置 | |
WO2016113836A1 (ja) | マニプレータ制御方法、システム、およびマニプレータ | |
CN109801701A (zh) | 控制具有可移动组件的医学技术设施的方法和操作系统 | |
US20080058967A1 (en) | Medical apparatus and method | |
CN117930695A (zh) | 具有集中的位置检测的机器人的控制 | |
JP2024038486A (ja) | 移動ロボット用制御装置、移動ロボットの制御方法 | |
CN105916278A (zh) | 采用视频定位的控制设备及其操作方法 | |
CN114077243B (zh) | 一种医疗辅助设备的运动控制方法和系统 | |
JP2022121820A (ja) | ロボット制御システム、ロボット制御方法、及び、制御プログラム | |
JP4417877B2 (ja) | 光送受信装置制御システム | |
CN111399518A (zh) | 一种基于多传感的协作机器人避障系统及其控制方法 | |
EP4230171A1 (en) | Three-dimensional medical image measuring device and medical image matching system | |
US20230092980A1 (en) | Surgical robotic system setup | |
CN108120447A (zh) | 多激光设备数据融合方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |