DE102019118202A1 - Robotersystem - Google Patents

Abstract

Die Produktivität wird verbessert, während beim Durchführen von gemeinschaftlicher Arbeit eine gegenseitige Störung mit einem anderen Roboter oder einer Person, die sich in einem Bewegungsbereich befinden, vermieden wird. Ein Robotersystem umfasst: eine Merkmalspunktpositionserfassungseinheit, die dafür ausgelegt ist, um in einem konstanten Zyklus eine Position eines Merkmalspunkts eines Hindernisses W, das sich innerhalb eines Bewegungsbereichs eines Roboters 2 bewegt oder verformt, zu erfassen; eine Bewegungsbahnberechnungseinheit, die dafür ausgelegt ist, eine Bewegungsbahn des Roboters 2 vor einer Bewegung des Roboters 2 zu berechnen; eine Zuordnungsfunktionsableitungseinheit, die dafür ausgelegt ist, um eine Zuordnungsfunktion auf der Grundlage einer Position des Merkmalspunkts abzuleiten, der in einem Zeitintervall erfasst wird; und eine Bahnanpassungseinheit, die dafür ausgelegt ist, um die Bewegungsbahn des Roboters 2 unter Verwendung der abgeleiteten Zuordnungsfunktion dynamisch anzupassen.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Robotersystem.
• STAND DER TECHNIK
• Ein eine Vielzahl von Robotern umfassendes Robotersystem ist herkömmlich bekannt gewesen, bei welchem ein Störungsbereich zwischen den Robotern festgelegt ist und ein Roboter außerhalb des Störungsbereichs wartet, wenn sich ein anderer Roboter in dem Störungsbereich befindet, bis der Störungsbereich leer wird, das heißt, eine so genannte Sperre festgelegt wird (siehe z.B. PTL 1).
• LITERATURLISTE
• PATENTLITERATUR]
• PTL 1 Japanische nicht geprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichung Nummer 2007-164417
• KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
• TECHNISCHES PROBLEM
• In dem Fall eines Systems jedoch, bei welchem ein Störungsbereich vorgesehen und die Sperre festgelegt ist, tritt eine Unannehmlichkeit eines Zeitraums auf, in welchem jeder Roboter stoppen muss, wodurch die Produktivität beeinträchtigt wird.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Robotersystem bereitzustellen, das in der Lage ist, die Produktivität zu verbessern, während beim Durchführen von gemeinschaftlicher Arbeit gegenseitige Störung mit einem anderen Roboter oder einer Person, die sich in einem Bewegungsbereich befinden, vermieden wird.
• LÖSUNG DES PROBLEMS
• Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Robotersystem, umfassend: eine Merkmalspunktpositionserfassungseinheit, die dafür ausgelegt ist, um in einem konstanten Zyklus eine Position eines Merkmalspunkts eines Hindernisses, das sich innerhalb eines Bewegungsbereichs eines Roboters bewegt oder verformt, zu erfassen; eine Bewegungsbahnberechnungseinheit, die dafür ausgelegt ist, eine Bewegungsbahn des Roboters vor einer Bewegung des Roboters zu berechnen; eine Zuordnungsfunktionsableitungseinheit, die dafür ausgelegt ist, um eine Zuordnungsfunktion auf der Grundlage einer Position des Merkmalspunkts abzuleiten, der in einem Zeitintervall erfasst wird; und eine Bahnanpassungseinheit, die dafür ausgelegt ist, um die Bewegungsbahn des Roboters unter Verwendung der abgeleiteten Zuordnungsfunktion dynamisch anzupassen.
• Gemäß diesem Aspekt wird die Position des Merkmalspunkts des Hindernisses durch die Merkmalspunktpositionserfassungseinheit vor einer Bewegung des Roboters erfasst und wird die erfasste Position des Merkmalspunkts von der Bewegungsbahnberechnungseinheit verwendet, um eine anfängliche Bewegungsbahn des Roboters zu berechnen. Während sich der Roboter auf der Grundlage der berechneten Bewegungsbahn bewegt, wird die Position des Merkmalspunkts des Hindernisses sequentiell durch die Merkmalspunktpositionserfassungseinheit in einem konstanten Zyklus erfasst und bewegt oder verformt sich das Hindernis, so dass sich die Position des Merkmalspunkts ändert. Die Zuordnungsfunktionsableitungseinheit leitet eine Abbildungsfunktion ab, die die Position des Merkmalspunkts des Hindernisses vor der Bewegung oder Verformung der Position des Merkmalspunkts des Hindernisses nach der Bewegung zuordnet. Dann passt die Bahnanpassungseinheit unter Verwendung der abgeleiteten Zuordnungsfunktion die aktuelle Bewegungsbahn dynamisch an. Dies macht es möglich, die Produktivität zu verbessern, während beim Durchführen von gemeinschaftlicher Arbeit gegenseitige Störung mit einem anderen Roboter oder einer Person, die sich in einem Bewegungsbereich befinden, vermieden wird.
• Bei dem vorstehenden Aspekt kann die Bewegungsbahnberechnungseinheit die Bewegungsbahn berechnen, die unter einer einschränkenden Bedingung eines Startpunkts und eines Endpunkts einer Bewegung des Roboters und eines Abstands zwischen dem Roboter und dem Hindernis optimiert wird.
• Durch diese Konfiguration wird die auf der Grundlage der Bewegung des Hindernisses angepasste Bewegungsbahn eine optimale Bewegungsbahn, die in der Lage ist, eine Störung zwischen dem sich bewegenden Hindernis und dem Roboter zu verhindern, ohne den Startpunkt und den Endpunkt der Bewegung des Roboters zu ändern. Obwohl ein Vorgang zum Optimieren der Bewegungsbahn unter einer vorgegebenen Einschränkungsbedingung ein nicht konvexes Problem ist, das Betriebszeit erfordert und daher in Echtzeit schwierig durchzuführen ist, ist es möglich, eine relativ lange Zeit mit einem Betrieb einer anfänglichen Bewegungsbahn zu verbringen, bevor der Roboter bewegt wird, so dass eine optimale anfängliche Bewegungsbahn effektiv festgelegt werden kann.
• Bei dem vorstehenden Aspekt kann die Bewegungsbahnberechnungseinheit die Bewegungsbahn berechnen, die mindestens eines von einer Maximierung einer Lebensdauer einer Reduzierung des Roboters und Minimierung einer Bewegungsbahn, eines Stromverbrauchs, einer Bahngenauigkeit oder Vibration erzielt.
• Diese Konfiguration macht es möglich, die Lebensdauer der Reduzierung zu maximieren oder die Bewegungsbahn, den Stromverbrauch, die Bahngenauigkeit und Vibration zu minimieren, indem der Roboter entlang der berechneten Bewegungsbahn bewegt wird.
• VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Erfindung weist eine Wirkung auf, dass sie in der Lage ist, Produktivität zu verbessern, während beim Durchführen von gemeinschaftlicher Arbeit gegenseitige Störung mit einem anderen Roboter oder einer Person, die sich in einem Bewegungsbereich befinden, vermieden wird.
• Figurenliste
• 1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm, das ein Robotersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
• 2 ist ein Blockdiagramm, um eine Steuerung des Robotersystems in 1 zu erklären.
• 3 zeigt ein Beispiel der Positionen von Merkmalspunkten eines Hindernisses in einem von einer Kamera des Robotersystems in 1 aufgenommenen Bild vor einer Bewegung eines Roboters und eine anfängliche Bewegungsbahn des Roboters.
• 4 zeigt ein Beispiel der Positionen der Merkmalspunkte des Hindernisses in einem von der Kamera des Robotersystems in 1 aufgenommenen Bild während einer Bewegung des Roboters und eine angepasste Bewegungsbahn.
• BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Ein Robotersystem 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
• Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst das Robotersystem 1 gemäß dieser Ausführungsform einen Roboter 2, eine Steuerung 3, die dafür ausgelegt ist, den Roboter 2 zu steuern, und eine Kamera 4, die über dem Roboter 2 angeordnet und dafür ausgelegt ist, ein Bild eines Bereichs einschließlich des gesamten Bewegungsbereichs des Roboters 2 zu aufzunehmen.
• Ein Hindernis W, das sich innerhalb des Bewegungsbereichs des Roboters 2 bewegt, umfasst einen unbemannten Überführungswagen, einen Menschen oder einen anderen Roboter, der sich entlang eines Weges bewegt, der durch den Bewegungsbereich des Roboters 2 verläuft.
• Wie es in 2 gezeigt ist, umfasst die Steuerung 3: eine Merkmalspunktpositionserfassungseinheit 5, die dafür ausgelegt ist, um ein von der Kamera erfasstes Bild 4 zu verarbeiten, um das Hindernis W zu erfassen, und die Position eines Merkmalspunkts des Hindernisses W zu erfassen; eine Bewegungsbahnberechnungseinheit 6, die dafür ausgelegt ist, um eine anfängliche Bewegungsbahn auf der Grundlage der Position des Merkmalspunkts des Hindernisses W zu berechnen, das in einem Zustand vor einer Bewegung des Roboters 2 erfasst wird; eine Speichereinheit 9, die dafür ausgelegt ist, um die erfasste Position des Funktionspunkts und die berechnete Bewegungsbahn zu speichern; eine Zuordnungsfunktionsableitungseinheit 7, die dafür ausgelegt ist, um eine Zuordnungsfunktion auf der Grundlage der Position des Merkmalspunkts des Hindernisses W abzuleiten, das während einer Bewegung des Roboters 2 in einem Zeitintervall erfasst wird; und eine Bahnanpassungseinheit 8, die dafür ausgelegt ist, die Bewegungsbahn des Roboters 2 unter Verwendung der abgeleiteten Zuordnungsfunktion dynamisch anzupassen. Die Steuerung 3 besteht aus einem Prozessor und einem Speicher.
• Wie es in 3 gezeigt ist, verwendet die Merkmalspunktpositionserfassungseinheit 5, wenn das Hindernis W zum Beispiel in einer Draufsicht ein Rechteck ist, die vier Eckpunkte des Rechtecks als Merkmalspunkte, um ihre Koordinaten zu erfassen.
• Wenn ein Startpunkt und ein Endpunkt einer Bewegung des Roboters 2 gegeben sind, berechnet die Bewegungsbahnberechnungseinheit 6 eine solche Bewegungsbahn, um die kürzeste unter einschränkenden Bedingungen der Geschwindigkeit und Beschleunigung des Roboters 2 und eines Abstands zwischen dem Roboter 2 und dem Hindernis W zu sein.
• Die Bewegungsbahnberechnungseinheit 6 optimiert insbesondere die Bewegungsbahn gemäß den Ausdrücken (1) bis (4): $$\underset{x}{min}J=\omega {\displaystyle \sum _t{p}_t^2}$$

  

  $$x_0=x^{start},x_h=x^{goal}$$

  

  $$v_{min}\le V_x\le v_{max},a_{min}\le A_x\le a_{max}$$

  

  $$d\left(x_q,O_q\right)\ge d_{min},{\forall }_q=\mathrm{1,}\cdots h-1.$$

  
• In Ausdruck (1) ist hier J eine Bewertungsfunktion, t eine Interpolationszahl, pt ein Abstand bei t-ten Interpolation und ω ein Gewicht, und die Bewegungsbahn wird durch Minimierung gemäß Ausdruck (1) optimiert.
• Ausdruck (2) ist eine einschränkende Bedingung, die den Startpunkt x₀ und den Endpunkt x_h der Bewegungsbahn spezifiziert.
• Ausdruck (3) ist eine einschränkende Bedingung, die spezifiziert, dass die Geschwindigkeit V_x und die Beschleunigung A_x des Roboters 2 in vorgegebene Bereiche fallen.
• Ausdruck (4) ist eine einschränkende Bedingung, die spezifiziert, dass ein Abstand d(x_q , O_q ) zwischen einem Punkt x_q auf der Bewegungsbahn und einer Fläche O_q des Hindernisses W gleich oder größer als ein vorgegebener Schwellenwert dmin für alle q ist.
• Wie es in 4 gezeigt ist, leitet zum Beispiel in einem während einer Bewegung des Roboters 2 in einem Zeitintervall von der Kamera aufgenommenen Bild 4 die Zuordnungsfunktionsableitungseinheit 7 auf der Grundlage der Positionen x₁ , x₂ , x₃ , x₄ der Merkmalspunkte des Hindernisses W vor der Bewegung und der Positionen x₁', x₂', x₃', x₄' der Merkmalspunkte des Hindernisses W nach der Bewegung in dem Fall, in dem sich das Hindernis W bewegt (und verformt) hat, eine nicht lineare Zuordnungsfunktion f zum Verschieben der Positionen x₁ , x₂ , x₃ , x₄ auf die Positionen x₁' x₂' x₃' x₄' ab.
• Die Zuordnungsfunktion f wird zum Beispiel unter Verwendung von Ausdruck (5) berechnet:
  $$\begin{array}{c}f=argmi{n}_f{\displaystyle {\sum }_f{\Vert f\left(x^{\left(k\right)}\right)-x^{\left(k\right)\text{'}}\Vert }^2+}\\ {\displaystyle {\int }_{x1}{\displaystyle {\int }_{x2}\left[{\left(\frac{{\partial }^{2}f}{\partial x_1^2}\right)}^2+{\left(\frac{{\partial }^{2}f}{\partial x_1\partial x_2}\right)}^2+{\left(\frac{{\partial }^{2}f}{\partial x_2^2}\right)}^2\right]}d{x}_{1}d{x}_2}\end{array}$$

  
• f bezeichnet hier die Zuordnungsfunktion, k bezeichnet eine Merkmalspunktnummer 1-4, x^(k) bezeichnet x_k und x₁ , x₂ bezeichnen Richtungen senkrecht zueinander in einer horizontalen Ebene.
• Der erste Term auf der rechten Seite von Ausdruck (5) ist die Zuordnungsgenauigkeit, der zweite Term ist die Zuordnungsglätte, und es wird eine Zuordnungsfunktion f, die die Summe derer minimiert, berechnet.
• Die Bahnanpassungseinheit 8 transformiert die Bewegungsbahn des Roboters 2 vor der Bewegung des Hindernisses W unter Verwendung der Zuordnungsfunktion, um eine Bewegungsbahn des Roboters 2 nach der Bewegung des Hindernisses W zu berechnen.
• Der Betrieb des Robotersystems 1 gemäß dieser, in dieser Weise ausgelegten Ausführungsform wird nachstehend beschrieben werden.
• Gemäß dem Robotersystem 1, das diese Ausführungsform betrifft, wird ein Bild von der Kamera 4 aufgenommen, bevor der Roboter 2 bewegt wird, und in die Bewegungsbahnberechnungseinheit 6 und die Merkmalspunktpositionserfassungseinheit 5 eingegeben. In die Bewegungsbahnberechnungseinheit 6 werden zusätzlich zu dem Eingabebild der Startpunkt x₀ und der Endpunkt x_h der Bewegungsbahn des Roboters 2 eingegeben, so dass von der Bewegungsbahnberechnungseinheit 6 unter Verwendung der Ausdrücke (1) bis (4) eine erste Bewegungsbahn berechnet und in der Speichereinheit 9 gespeichert wird.
• Ausdrücke (1) bis (4) berechnen eine solche Bewegungsbahn, um die minimale Wegstrecke zu sein, während einschränkende Bedingungen, die Startpunkt x₀ und Endpunkt x_h der Bewegungsbahn spezifizieren, die spezifizieren, dass die Geschwindigkeit V_x und die Beschleunigung A_x des Roboters 2 in die vorgegebenen Bereiche fallen, und die spezifizieren, dass der Abstand d(x_q , O_q ) zwischen dem Punkt x_q auf der Bewegungsbahn und der Fläche O_q auf dem Hindernis W gleich oder größer als der Schwellenwert dmin ist, erfüllt werden. Obwohl die Berechnung der Bewegungsbahn ein nicht konvexes Problem ist, das Zeit erfordert, um zu der Lösung zu gelangen, hat sie keinen Einfluss auf die Zykluszeit, weil sie vor einer Bewegung des Roboters 2 stattfindet, so dass sie unter Verwendung einer ausreichenden Menge an Zeit durchgeführt werden kann.
• Wenn ein Bild in die Merkmalspunktpositionserfassungseinheit 5 eingegeben wird, wird außerdem das Hindernis W in dem Bild durch Bildverarbeitung extrahiert und werden die Positionen x₁ , x₂ , x₃ , x₄ seiner Merkmalspunkte erfasst. Die erkannten Positionen x₁ , x₂ , x₃ , x₄ der Merkmalspunkte werden in der Speichereinheit 9 gespeichert.
• Wenn die optimierte anfängliche Bewegungsbahn von der Bewegungsbahnberechnungseinheit 6 berechnet ist, wird der Roboter 2 von dem Startpunkt x₀ entlang der Bewegungsbahn bewegt. Dann werden Bilder von der Kamera 4 während dieser Bewegung sequentiell aufgenommen, und das zweite aufgenommene Bild wird in die Merkmalspunktpositionserfassungseinheit 5 eingegeben.
• Bildverarbeitung, ähnlich wie jene des ersten Bildes, wird an dem zweiten Bild in der Merkmalspunktpositionserfassungseinheit 5 durchgeführt, so dass die Positionen x₁', x₂', x₃', x₄' der Merkmalspunkte erfasst werden. Die erfassten, neuen Positionen x₁', x₂', x₃', x₄' der Merkmalspunkte werden auch in der Speichereinheit 9 gespeichert.
• Die neu erfassten Positionen x₁', x₂', x₃', x₄' der Merkmalspunkte des Hindernisses W und die Positionen x₁ , x₂ , x₃ , x₄ der Merkmalspunkte des Hindernisses W in dem in der Speichereinheit 9 gespeicherten vorherigen Bild werden in die Zuordnungsfunktionsableitungseinheit 7 eingegeben, und eine Abbildungsfunktion f, die eine Transformationsfunktion von den Positionen x₁ , x₂ , x₃ , x₄ zu den Positionen x₁', x₂', x₃', x₄' ist, wird unter Verwendung des Ausdrucks (5) berechnet.
• Dann wird die berechnete Zuordnungsfunktion f in die Bahnanpassungseinheit 8 eingegeben, und die vorherige, von der Bewegungsbahnberechnungseinheit 6 berechnete und in der Speichereinheit 9 gespeicherte Bewegungsbahn wird gelesen und durch die Zuordnungsfunktion f in eine neue Bewegungsbahn transformiert.
• Berechnung der Zuordnungsfunktion f und Anpassung der Bewegungsbahn unter Verwendung der Abbildungsfunktion f kann in einer kurzen Berechnungszeit durchgeführt werden und kann ohne Beeinträchtigung der Zykluszeit in Echtzeit ausgeführt werden. Da die Anpassung der Bewegungsbahn während der Bewegung in Form von Anpassen der zuerst optimierten, anfänglichen Bewegungsbahn durchgeführt wird und die nachfolgende Anpassung auch auf Grundlage der zum vorherigen Zeitpunkt erzeugten Bewegungsbahn durchgeführt wird, besteht außerdem ein Vorteil darin, dass sich die angepasste Bewegungsbahn der optimierten Bewegungsbahn annähert, um in der Lage zu sein, die Produktivität zu verbessern.
• Somit weist das Robotersystem 1 gemäß dieser Ausführungsform einen Vorteil auf, in der Lage zu sein, die Produktivität zu verbessern, während gegenseitige Störung vermeiden wird, wenn es ein Hindernis W gibt, wie beispielsweise ein anderer Roboter oder ein Mensch, das sich innerhalb des Bewegungsbereichs bewegt. Durch Verwendung einer nichtlinearen Zuordnungsfunktion als die Zuordnungsfunktion f ist es außerdem möglich, nicht nur mit einem Fall umzugehen, bei dem das Hindernis W eine translatorische Bewegung durchführt, sondern auch einem Fall, bei dem sich das Hindernis W dreht, oder einem Fall, bei dem sich die Gestalt des Hindernisses W wie ein Roboter oder ein Mensch ändert.
• Es ist zu beachten, dass, obwohl diese Ausführungsform die Verwendung einer nichtlinearen Zuordnungsfunktion als die Zuordnungsfunktion f veranschaulicht hat, sie darauf nicht beschränkt ist, und wenn das Hindernis W zum Beispiel nur eine translatorische Bewegung durchführt, eine lineare Transformationsmatrix als die Zuordnungsfunktion f verwendet werden kann.
• Obwohl die anfängliche Bewegungsbahn durch Minimieren der Bahn optimiert worden ist, ist es außerdem alternativ oder zusätzlich möglich, die Bewegungsbahn unter Verwendung von mindestens einem von einer Maximierung der Lebensdauer einer Reduzierung, Minimierung der Genauigkeit der Bahn, Minimierung des Stromverbrauchs und Minimierung von Vibration zu optimieren.
• Die Maximierung der Lebensdauer der Reduzierung kann zum Beispiel unter Verwendung des Ausdrucks (6) gewertet werden: $$max{L}_h=K\times \frac{N_o}{N_m}\times {\left(\frac{T_o}{T_m}\right)}^{10/3}$$

  

  Hier bezeichnet L eine Lebensdauer, K bezeichnet eine Nennlebensdauer, No bezeichnet eine Nenndrehzahl, N_m bezeichnet eine durchschnittliche Ist-Drehzahl, T₀ bezeichnet ein Nenndrehmoment und T_m bezeichnet ein durchschnittliches Ist-Drehmoment.
• Minimierung der Genauigkeit der Bahn kann zum Beispiel außerdem unter Verwendung des Ausdrucks (7) gewertet werden: $$minJ={\displaystyle \sum _t{\left(x_t-x{\text{'}}_t\right)}^2}$$

  
• Hier ist x_t eine angesteuerte Position zu einem Zeitpunkt t und x_t ' eine von einem Sensor gemessene Ist-Position zum Zeitpunkt t.
• Minimierung des Stromverbrauchs kann zum Beispiel außerdem durch Ausdruck (8) gewertet werden: $$minW={\displaystyle \sum _t\left[{\left(N_t\cdot v_t\right)}^2+K_t\right]}$$

  
• Hier ist N_t ein Drehmoment zum Zeitpunkt t, v_t eine Motordrehzahl zum Zeitpunkt t und Kt Kupferverlust und Eisenverlust zum Zeitpunkt t.
• Minimierung der Vibration kann zum Beispiel außerdem unter Verwendung des Ausdrucks (9) gewertet werden: $$minJ={\displaystyle \sum _t{\left(a_t-a{\text{'}}_t\right)}^2}$$

  
• Hier ist a_t eine angesteuerte Beschleunigung zu dem Zeitpunkt t und at' eine von einem Sensor gemessene Ist-Beschleunigung zum Zeitpunkt t. Der Status der Schwingung kann durch die Größe der Beschleunigung dargestellt werden.
• Obwohl diese Ausführungsform als die Zuordnungsfunktion f eine zweidimensionale Zuordnungsfunktion veranschaulicht hat, die auf einem zweidimensionalen Bild basiert, das von einer zweidimensionalen Kamera, die die Kamera 4 ist, aufgenommen wird, kann eine dreidimensionale Zuordnungsfunktion f außerdem alternativ basierend auf einem dreidimensionalen Bild, das von einer dreidimensionalen Kamera aufgenommen wurde, unter Verwendung des Ausdrucks (10) abgeleitet werden:
  $$\begin{array}{c}f=argmi{n}_f{\displaystyle {\sum }_k{\Vert f\left(x^{\left(k\right)}\right)-x^{\left(k\right)\text{'}}\Vert }^2+}{\displaystyle {\int }_{x1}{\displaystyle {\int }_{x2}{\displaystyle {\int }_{x3}}}}\\ [{\left(\frac{{\partial }^{3}f}{\partial x_1^3}\right)}^2+{\left(\frac{{\partial }^{3}f}{\partial x_2^3}\right)}^2+{\left(\frac{{\partial }^{3}f}{\partial x_3^3}\right)}^2+2{\left(\frac{{\partial }^{3}f}{\partial x_1^2\partial x_2}\right)}^2+2{\left(\frac{{\partial }^{3}f}{\partial x_2^2\partial x_3}\right)}^2+\\ 2{\left(\frac{{\partial }^{3}f}{\partial x_3^2\partial x_2}\right)}^2+2{\left(\frac{{\partial }^{3}f}{\partial x_1\partial x_2\partial x_3}\right)}^2]d{x}_{1}d{x}_{2}d{x}_3\end{array}$$

  

  Hier ist x₃ eine zu den Richtungen x₁ und x₂ orthogonale Richtung.
• Bezugszeichenliste

1

Robotersystem

2

Roboter

5

Merkmalspunktpositionserfassungseinheit

6

Bewegungsbahnberechnungseinheit

7

Zuordnungsfunktionsableitungseinheit

8

Bahnanpassungseinheit

f

Zuordnungsfunktion

x₁, x₂, x₃, x₄, x₁', x₂', x₃', x₄'

Positionen von Merkmalspunkten

x₀

Startpunkt

x_h

Endpunkt

W

Hindernis

Claims (3)

1. Robotersystem, umfassend: eine Merkmalspunktpositionserfassungseinheit, die dafür ausgelegt ist, um in einem konstanten Zyklus eine Position eines Merkmalspunkts eines Hindernisses, das sich innerhalb eines Bewegungsbereichs eines Roboters bewegt oder verformt, zu erfassen; eine Bewegungsbahnberechnungseinheit, die dafür ausgelegt ist, eine Bewegungsbahn des Roboters vor einer Bewegung des Roboters zu berechnen; eine Zuordnungsfunktionsableitungseinheit, die dafür ausgelegt ist, um eine Zuordnungsfunktion auf der Grundlage einer Position des Merkmalspunkts abzuleiten, der in einem Zeitintervall erfasst wird; und eine Bahnanpassungseinheit, die dafür ausgelegt ist, um die Bewegungsbahn des Roboters unter Verwendung der abgeleiteten Zuordnungsfunktion dynamisch anzupassen.
2. Robotersystem nach Anspruch 1, wobei die Bewegungsbahnberechnungseinheit die Bewegungsbahn berechnet, die unter einer einschränkenden Bedingung eines Startpunkts und eines Endpunkts einer Bewegung des Roboters und eines Abstands zwischen dem Roboter und dem Hindernis optimiert wird.
3. Robotersystem gemäß Anspruch 2, wobei die Bewegungsbahnberechnungseinheit die Bewegungsbahn berechnet, die mindestens eines von einer Maximierung einer Lebensdauer einer Reduzierung des Roboters und Minimierung einer Bewegungsbahn, eines Stromverbrauchs, einer Bahngenauigkeit oder Vibration erzielt.

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