WO2016193058A1 - Method for determining a path point - Google Patents

Method for determining a path point Download PDF

Info

Publication number
WO2016193058A1
WO2016193058A1 PCT/EP2016/061667 EP2016061667W WO2016193058A1 WO 2016193058 A1 WO2016193058 A1 WO 2016193058A1 EP 2016061667 W EP2016061667 W EP 2016061667W WO 2016193058 A1 WO2016193058 A1 WO 2016193058A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
environment
determining
temperature
temperature profile
point
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/061667
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jacob Saoumi
Original Assignee
Kuka Roboter Gmbh
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kuka Roboter Gmbh filed Critical Kuka Roboter Gmbh
Priority to CN201680031527.8A priority Critical patent/CN107666988A/en
Priority to EP16725497.8A priority patent/EP3302895A1/en
Publication of WO2016193058A1 publication Critical patent/WO2016193058A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1694Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • B25J9/1697Vision controlled systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1656Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/35Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35444Gesture interface, controlled machine observes operator, executes commands
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/37Measurements
    • G05B2219/37266Infrared
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/37Measurements
    • G05B2219/37426Detected with infrared sensor
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/37Measurements
    • G05B2219/375673-D vision, stereo vision, with two cameras
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/39Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39441Voice command, camera detects object, grasp, move

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining a path point for a robot programming, and further to a corresponding system for
  • Robots (and in particular industrial robots) are freely programmable
  • the actual robot mechanism is commonly referred to as a manipulator, which may consist of a plurality of movable members or axles.
  • a manipulator which may consist of a plurality of movable members or axles.
  • Targeted control of motors (and in particular servomotors) allows the individual axes to be moved.
  • a corresponding manipulator typically travels a trajectory or path, with the individual points of the path dictated by a robot program or path planning.
  • path planning generally describes
  • Method and apparatus for moving a manipulator For programming a robot program, the positions of individual track points, which are to be approached by the manipulator, must first be recorded or specified. The remaining points, or the detailed path movement of the manipulator, is calculated by means of an algorithm, for example by means of a point-to-point path planning, or so-called spline path planning. This setting of individual train points, or the "teaching" of track points, or the setting of a trajectory is a time-consuming step in the
  • Robot programming In principle, a distinction can be made between two different approaches: online and offline programming.
  • individual path points can be generated by means of a CAD model or a simulation tool.
  • the manipulator will not required for program creation, because the movements of the
  • Manipulator can be determined using virtual three-dimensional simulation environments.
  • Manipulator For this purpose, for example, special programming handheld devices can be used to guide a manipulator directly from one point to another while recording the approached track points and store. However, this procedure is very time consuming and not intuitive. Furthermore, a playback method is known as another variant of online programming. In this case, the programmer moves the manipulator by directly guiding the manipulator along a later trajectory. Meanwhile, individual points
  • PdV programming-by-the-master
  • the present invention relates to a method for determining a path point for a robot program or for a robot program.
  • the inventive method can thus be used to determine one or more track points that can be used for robot programming.
  • robot programming here comprises predetermining a sequence of movements of a robot or manipulator corresponding to one or more track points.
  • the specific path points can for example be integrated directly into a robot program or a path planning, or be used to create such.
  • the method can preferably be used during offline or online programming of a manipulator.
  • the method includes detecting a first temperature profile of an environment, and determining a orbit point using the sensed first temperature profile. In this case, preferably more than one track point can be determined, for example if a track consisting of several track points is to be determined.
  • the detection of the temperature profile by means of a temperature measuring device and further preferably by means of a
  • a thermal signature which is present on a surface of the environment can be detected, and this thermal signature used to determine the point of the orbit.
  • a complex simulation or direct guidance of a manipulator is advantageously not necessary.
  • environment encompasses objects and objects which
  • workpieces can fall under the concept of "environment", which are processed by means of a manipulator (and a corresponding robot program) should.
  • the environment may also include planar or textured surfaces, such as walls, floors, tabletops, molds, and so forth.
  • the environment may also include one or more manipulators.
  • the method further comprises generating a temperature change on the environment, wherein said step of generating is preferably performed by a user and in particular by a human. Further preferably, the temperature change is generated by touching the environment with a finger. In particular, the detected first temperature profile of the environment is preferably characteristic of that generated by the user
  • the method according to the invention makes it possible to define corresponding track points by touching the surroundings.
  • traces of heat can be detected and processed in order to determine a path point.
  • These traces of heat are generated, for example, by a user by touching a surface. Since the body temperature of a human (about 37 ° C) is usually not equal to the ambient temperature, by touching the environment by the user, the environment is locally heated (or locally cooled).
  • the method according to the invention provides a simple and intuitive method
  • determining the path point preferably comprises determining the ones generated on the environment
  • Temperature change For example, simple detection algorithms can be used to detect traces of heat or single point heat points. Depending on the components used (such as the thermal imager), properties of the touched surface,
  • the finger touch should be sufficiently long to allow the most unambiguous determination of the path point.
  • generating the temperature change includes
  • determining the path point comprises associating a predefined robotic action.
  • the sign or gestures can be recognized and assigned to a corresponding robot action in the robot program.
  • the user can intuitively define certain robotic actions, such as starting or stopping a measurement.
  • the method further comprises detecting a second temperature profile of the environment.
  • the determination of the path point preferably takes place using the detected second temperature profile.
  • the second temperature profile is different from the first temperature profile, for example due to a user acting on the environment.
  • a first temperature profile of the environment can be detected, followed by a
  • Temperature change on the environment caused by a user for example, this user touches a point of the environment with his finger
  • a second temperature profile of the environment are detected. Based on the two recorded temperature profiles or under
  • the track point is determined, which corresponds to the location that was touched with the finger. Further preferably, determining the path point comprises comparing the first and second
  • the method further comprises capturing a three-dimensional image of the environment, and determining a three-dimensional structural profile of the environment based on the captured three-dimensional image.
  • a temperature profile and a three-dimensional image of the environment is detected.
  • the three-dimensional structure profile contains information about a spatial arrangement of the environment, such as a height profile.
  • the determination of the path point takes place using the determined three-dimensional structure profile of the environment. This makes it possible to detect traces of heat even on surfaces whose geometry is unknown beforehand. With the help of the three-dimensional image can be recognized which three-dimensional
  • Coordinates of the room or the environment are to be used for the determination of the point of the train. Further preferably, the detection of the three-dimensional image by means of a 3D camera.
  • the method further comprises providing the particular
  • the particular path point can be provided in particular preferably for spline path planning or point-to-point path planning.
  • the particular track point can be used directly to control a manipulator accordingly. For example, a user can touch an object, and then, by means of the method according to the invention, this object can be gripped by a manipulator.
  • Robot movement is not necessary, but the present invention allows intuitive setting of track points.
  • the method further comprises picking up a voice command, and determining the web-point further using the
  • a programmer can thus use his voice to intuitively control the process by, for example, recording a
  • Temperature profile controls by means of a corresponding voice command by means of a corresponding voice command.
  • the voice command is recorded by means of a microphone.
  • a method mode comprises determining individual path points based on, for example, individual ones
  • Heat points, and another method mode is determining a path based on, for example, a heat trace.
  • the environment has a substantially planar surface, for example a plate or glass surface. Furthermore, the detection of the
  • Temperature profile preferably detecting a temperature profile of the
  • a programmer can impose a particular trajectory with his finger on the substantially planar surface, such as by touching the surface with his index finger, and then the heat trace resulting from that contact can be detected and used to calculate the trajectory point be used.
  • This method is thus very robust, since, for example, fragile
  • Touch-sensitive handling devices for programming are not necessary.
  • the skilled person understands, according to the application, to choose a suitable material with a suitable thermal conductivity.
  • a material with high thermal conductivity such as steel
  • a low thermal conductivity material such as wood
  • a surface for example a wood panel
  • a corresponding coating eg., Copper coating
  • the present invention relates to a system for determining a path point for a robot program or for a robot programming.
  • the system comprises a temperature measuring device, configured to detect a first temperature profile of an environment, and a controller, which is set up to determine the path point using the means of the Temperature measuring device detected first temperature profile.
  • the temperature measuring device preferably comprises a thermal imaging camera.
  • the system further comprises a camera configured to capture a three-dimensional image of the environment, and the controller is further configured to determine the orbit point using the captured three-dimensional image, the camera preferably comprising a 3D camera.
  • the system comprises a microphone which is adapted to
  • the controller is further adapted to
  • the individual components of the system may be implemented (in part) separately or provided (partially) in a single device.
  • the controller and microphone may be provided in a single device, such as a portable computer.
  • the controller can be implemented together with a robot controller, and / or the temperature measuring device can be mounted on a corresponding robot or robot.
  • temperature profile in the sense of the present invention may include a temperature change generated by a user on the environment.
  • the temperature change produced on the environment may preferably comprise a single heat point, and / or a heat trace consisting of several heat points.
  • the term "heat point” encompasses a single point on the environment, which is distinctive due to its (relative) temperature, for example a heat point on a surface has a higher or lower temperature than the other points on the surface
  • a "heat trace”, on the other hand does not just come from touching one area at a time but, for example, by tracing a line on the surface.
  • a web line can be determined, which is to be traveled, for example, during a welding process by the manipulator to create a specific weld. 4th embodiments
  • FIG. 1 shows schematically the determination of a path point according to an embodiment
  • Fig. 2 shows schematically the determination of a path point according to another
  • FIG. 3 schematically shows the sequence of a method for determining a path point according to an embodiment
  • FIG. 5 schematically shows the sequence of a method for determining a path point according to a further embodiment.
  • FIG. 1 schematically shows the determination of a path point, according to an embodiment of the present invention.
  • a camera system 10 comprising a thermal imaging camera is directed onto a surface 12 that is substantially planar.
  • a programmer drives his finger 11 over the surface 12, thereby heating this surface 12 locally.
  • the resulting heat trace 13 is characterized by the
  • the programmer can depress a shutter button (not shown) when it is ensured that the thermal imager does not detect the programmer himself.
  • the programmer may also pronounce a voice command which is recorded by a microphone (not shown) and triggers the detection of the heat track 13.
  • an image can be compared, for example by means of the thermal imaging camera, before and after the contact of the surface 12 by the finger 11.
  • the illustration in FIG. 2 essentially corresponds to that of FIG. 1, but there are two objects 23, 24 on the surface 22.
  • no path is to be based on a heat track, but only two individual path points based on two individual heat points 25, 26 are determined.
  • the programmer can, for example, press a shift key (not shown) with which it is possible to switch between the modes "Detecting a train line" and "Detecting individual track points".
  • a shift key not shown
  • the camera housing 20 additionally comprises a 3D camera.
  • the programmer touches with his finger 21 each one point on the objects 23, 24, whereby the objects experience a punctual increase in temperature.
  • the thermal imager captures these locally elevated temperatures, or the
  • Heat points 25, 26 For this purpose, the 3D camera acquires a three-dimensional image, which makes it possible to determine the three-dimensional position of the points touched on the objects 23, 24. Subsequently, two track points are determined based on the data acquired by the thermal imager and the 3D camera.
  • FIG. 3 shows a method 30 for determining a path point.
  • a temperature profile of an environment is detected.
  • a track point is determined using the sensed temperature profile.
  • FIG. 4 shows a further method 40 for determining a path point.
  • a first temperature profile of an environment is detected.
  • a user by touching the environment with his finger, creates a heat trail on that environment.
  • a second temperature profile of an environment is detected.
  • a user by touching the environment with his finger, creates a heat trail on that environment.
  • a second temperature profile of an environment is detected.
  • FIG. 5 shows a further method 50 for determining a path point.
  • a thermal image is taken from an environment by means of a thermal imaging camera.
  • a heat trace is detected in this thermal image.
  • a three-dimensional image is taken of the same environment, and in step 54, a three-dimensional structural profile of that environment is determined based on the acquired three-dimensional image.
  • step 55 the track point is determined using the heat track recognized in step 52 and the three-dimensional one determined in step 54

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method for determining a path point for robot programming, comprising the detection of a first temperature profile of a surrounding area and the determination of the path point using the detected first temperature profile. The present invention further relates to a corresponding system for determining a path point for robot programming.

Description

Verfahren zum Bestimmen eines Bahnpunktes  Method for determining a path point
1. Technischer Bereich 1. Technical area
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Bahnpunktes für eine Roboterprogrammierung, und ferner ein entsprechendes System zum The present invention relates to a method for determining a path point for a robot programming, and further to a corresponding system for
Bestimmen eines Bahnpunktes für eine Roboterprogrammierung. Determining a path point for a robot programming.
2. Technischer Hintergrund 2. Technical background
Roboter (und insbesondere Industrieroboter) sind frei programmierbare, Robots (and in particular industrial robots) are freely programmable,
programmgesteuerte Handhabungsgeräte. Die eigentliche Robotermechanik wird üblicherweise als Manipulator bezeichnet, welche aus einer Vielzahl von beweglichen Gliedern oder Achsen bestehen kann. Durch eine gezielte Regelung von Motoren (und insbesondere Servomotoren) können die einzelnen Achsen bewegt werden. program-controlled handling devices. The actual robot mechanism is commonly referred to as a manipulator, which may consist of a plurality of movable members or axles. Targeted control of motors (and in particular servomotors) allows the individual axes to be moved.
Während eines Arbeitsprozesses, wie beispielsweise einem Schweißprozess oder Falzprozess, fährt ein entsprechender Manipulator üblicherweise eine Trajektorie oder Bahn ab, wobei die einzelnen Punkte der Bahn durch ein Roboterprogramm oder eine Bahnplanung vorgegeben sind. Der Begriff Bahnplanung beschreibt dabei generellDuring a work process, such as a welding process or seaming process, a corresponding manipulator typically travels a trajectory or path, with the individual points of the path dictated by a robot program or path planning. The term path planning generally describes
Verfahren und Vorrichtungen zur Bewegung eines Manipulators. Zur Programmierung eines Roboterprogramms müssen die Positionen einzelner Bahnpunkte, welche von dem Manipulator angefahren werden sollen, zunächst erfasst bzw. vorgegeben werden. Die übrigen Punkte, bzw. die detaillierte Bahnbewegung des Manipulators, wird mittels eines Algorithmus berechnet, etwa mittels einer Punkt-zu-Punkt-Bahnplanung (engl.: point-to-point), oder einer sogenannten Spline-Bahnplanung. Dieses Festlegen von einzelnen Bahnpunkten, bzw. das„Teachen" von Bahnpunkten, oder das Festlegen einer abzufahrenden Bahn ist ein zeitaufwendiger Schritt in der Method and apparatus for moving a manipulator. For programming a robot program, the positions of individual track points, which are to be approached by the manipulator, must first be recorded or specified. The remaining points, or the detailed path movement of the manipulator, is calculated by means of an algorithm, for example by means of a point-to-point path planning, or so-called spline path planning. This setting of individual train points, or the "teaching" of track points, or the setting of a trajectory is a time-consuming step in the
Roboterprogrammierung. Prinzipiell kann zwischen zwei verschiedenen Ansätzen unterschieden werden: Der Online- und Offlineprogrammierung. Robot programming. In principle, a distinction can be made between two different approaches: online and offline programming.
Bei der Offlineprogrammierung können beispielsweise mittels eines CAD-Modells oder eines Simulations-Tools einzelne Bahnpunkte generiert werden. Der Manipulator wird dabei nicht zur Programmerstellung benötigt, da die Bewegungsabläufe des In offline programming, for example, individual path points can be generated by means of a CAD model or a simulation tool. The manipulator will not required for program creation, because the movements of the
Manipulators mit Hilfe virtueller dreidimensionaler Simulationsumgebungen festgelegt werden können. Manipulator can be determined using virtual three-dimensional simulation environments.
Bei der Onlineprogrammierung erfolgt die Programmierung direkt an dem In online programming, programming is done directly on the
Manipulator. Hierzu können beispielsweise spezielle Programmierhandgeräte eingesetzt werden, um einen Manipulator direkt von einem Punkt zu einem anderen zu führen und dabei die angefahrenen Bahnpunkte aufzunehmen und zu speichern. Dieses Verfahren ist jedoch sehr zeitaufwendig und nicht intuitiv. Weiterhin ist ein Playback- Verfahren als eine andere Variante der Onlineprogrammierung bekannt. Hierbei fährt der Programmierer den Manipulator durch direktes Führen des Manipulators entlang einer später abzufahrenden Bahn. Währenddessen werden einzelne Punkte Manipulator. For this purpose, for example, special programming handheld devices can be used to guide a manipulator directly from one point to another while recording the approached track points and store. However, this procedure is very time consuming and not intuitive. Furthermore, a playback method is known as another variant of online programming. In this case, the programmer moves the manipulator by directly guiding the manipulator along a later trajectory. Meanwhile, individual points
aufgezeichnet und in ein entsprechendes Roboterprogramm übertragen. Hierzu müssen jedoch spezielle Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, damit der recorded and transferred to a corresponding robot program. For this purpose, however, special safety precautions must be taken so that the
Programmierer nicht durch den Manipulator verletzt wird. Weiterhin ist ein PdV- Verfahren (Programmieren-durch-Vormachen-Verfahren) als eine weitere Variante der Onlineprogrammierung bekannt, bei welchem unterschiedliche Sensoren und maschinelle Lernverfahren verwendet werden, um eine menschliche Bewegung durch eine entsprechende Manipulatorbewegung abzubilden. Programmer is not injured by the manipulator. Furthermore, a PdV (programming-by-the-master) method is known as another variant of online programming in which different sensors and machine learning methods are used to map human motion through a corresponding manipulator motion.
Aus dem Dokument US 2014/0201112 Ai ist ein Verfahren zum Teachen von From the document US 2014/0201112 Ai is a method for teaching of
Bahnpunkten bekannt, bei welchem ein spezielles Handhabungsgerät verwendet wird, welches mit Leuchtelementen ausgestattet ist. Dieses Verfahren ist ebenfalls nachteilig, da dieses spezielle Handhabungsgerät notwendigerweise bereitgestellt werden muss, und zudem eine entsprechende Ausbildung des Programmierers zur Nutzung des Handhabungsgeräts erforderlich ist. Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und ein System bereitzustellen, mit welchem Arbeitsabläufe eines Roboters definiert werden können, wobei die oben genannten Nachteile zumindest teilweise ausgeräumt werden. Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und ein System bereitzustellen, mit welchem Bahnpunkte einer Roboterprogrammierung intuitiv und zuverlässig bestimmt werden können. Diese und weitere Aufgaben, welche beim Lesen der folgenden Beschreibung ersichtlich werden, werden mit einem Verfahren nach Anspruch l und einem System nach Anspruch 10 gelöst. Track points known in which a special handling device is used, which is equipped with lighting elements. This method is also disadvantageous, since this special handling device must necessarily be provided, and also an appropriate training of the programmer to use the handling device is required. It is therefore an object of the present invention to provide a method and a system with which work processes of a robot can be defined, wherein the above-mentioned disadvantages are at least partially eliminated. It is a further object of the present invention to provide a method and system with which track points of robot programming can be intuitively and reliably determined. These and other objects, which will become apparent upon reading the following description, are achieved by a method according to claim 1 and a system according to claim 10.
3. Inhalt der Erfindung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Bahnpunktes für ein Roboterprogramm bzw. für eine Roboterprogrammierung. Das 3. Content of the invention The present invention relates to a method for determining a path point for a robot program or for a robot program. The
erfindungsgemäße Verfahren kann somit verwendet werden, um einen oder mehrere Bahnpunkte zu bestimmen, welche für eine Roboterprogrammierung verwendet werden können. Der Begriff Roboterprogrammierung umfasst dabei das Vorgeben eines Bewegungsablaufs eines Roboters bzw. Manipulators entsprechend eines oder mehrerer Bahnpunkte. Die bestimmten Bahnpunkte können beispielsweise direkt in ein Roboterprogramm oder eine Bahnplanung integriert werden, oder zur Erstellung eines solchen herangezogen werden. Das Verfahren kann dabei vorzugsweise während einer Offline- oder Onlineprogrammierung eines Manipulators eingesetzt werden. Das Verfahren umfasst ein Erfassen eines ersten Temperaturprofils einer Umgebung, und ein Bestimmen eines Bahnpunktes unter Verwendung des erfassten ersten Temperaturprofils. Dabei können vorzugsweise mehr als ein Bahnpunkt bestimmt werden, beispielsweise wenn eine Bahn bestehend aus mehreren Bahnpunkten festgelegt werden soll. Vorzugsweise erfolgt das Erfassen des Temperaturprofils mittels einer Temperaturmesseinrichtung und weiter vorzugsweise mittels einer The inventive method can thus be used to determine one or more track points that can be used for robot programming. The term robot programming here comprises predetermining a sequence of movements of a robot or manipulator corresponding to one or more track points. The specific path points can for example be integrated directly into a robot program or a path planning, or be used to create such. The method can preferably be used during offline or online programming of a manipulator. The method includes detecting a first temperature profile of an environment, and determining a orbit point using the sensed first temperature profile. In this case, preferably more than one track point can be determined, for example if a track consisting of several track points is to be determined. Preferably, the detection of the temperature profile by means of a temperature measuring device and further preferably by means of a
Wärmebildkamera. Thermal camera.
Es kann somit beispielsweise eine Wärmesignatur, welche auf einer Oberfläche der Umgebung vorhanden ist, erfasst werden, und diese Wärmesignatur zum Bestimmen des Bahnpunktes herangezogen werden. Ein aufwendiges Simulieren oder direktes Führen eines Manipulators ist dabei vorteilhaft nicht notwendig. Thus, for example, a thermal signature which is present on a surface of the environment can be detected, and this thermal signature used to determine the point of the orbit. A complex simulation or direct guidance of a manipulator is advantageously not necessary.
Der Begriff„Umgebung" umfasst dabei Gegenstände und Objekte, welche The term "environment" encompasses objects and objects which
beispielsweise in die Roboterprogrammierung einbezogen werden können. So können beispielsweise Werkstücke unter den Begriff der„Umgebung" fallen, welche mittels eines Manipulators (und einem entsprechenden Roboterprogramm) bearbeitet werden sollen. Die Umgebung kann auch ebene oder strukturierte Oberflächen umfassen, wie beispielsweise Wände, Böden, Tischplatten, Gussformen, und so weiter. Ebenfalls kann die Umgebung auch einen oder mehrere Manipulatoren umfassen. For example, in the robot programming can be included. For example, workpieces can fall under the concept of "environment", which are processed by means of a manipulator (and a corresponding robot program) should. The environment may also include planar or textured surfaces, such as walls, floors, tabletops, molds, and so forth. The environment may also include one or more manipulators.
Vorzugsweise weist das Verfahren ferner ein Erzeugen einer Temperaturveränderung auf der Umgebung auf, wobei dieser Schritt des Erzeugens vorzugsweise durch einen Benutzer und insbesondere durch einen Menschen erfolgt. Weiter vorzugsweise erfolgt das Erzeugen der Temperaturveränderung durch Berühren der Umgebung mit einem Finger. Dabei ist insbesondere vorzugsweise das erfasste erste Temperaturprofil der Umgebung charakteristisch für die durch den Benutzer erzeugte Preferably, the method further comprises generating a temperature change on the environment, wherein said step of generating is preferably performed by a user and in particular by a human. Further preferably, the temperature change is generated by touching the environment with a finger. In particular, the detected first temperature profile of the environment is preferably characteristic of that generated by the user
Temperaturveränderung auf der Umgebung. Temperature change on the environment.
Somit erlaubt es das erfindungsgemäße Verfahren, durch Berühren der Umgebung entsprechende Bahnpunkte zu definieren. Dabei können Spuren von Wärme erfasst und verarbeitet werden, um einen Bahnpunkt zu bestimmen. Diese Spuren von Wärme werden beispielsweise von einem Benutzer durch Berührung einer Oberfläche erzeugt. Da die Körpertemperatur eines Menschen (etwa 37 °C) üblicherweise nicht gleich der Umgebungstemperatur ist, wird durch Berühren der Umgebung durch den Benutzer die Umgebung lokal erwärmt (oder lokal gekühlt). Thus, the method according to the invention makes it possible to define corresponding track points by touching the surroundings. In doing so, traces of heat can be detected and processed in order to determine a path point. These traces of heat are generated, for example, by a user by touching a surface. Since the body temperature of a human (about 37 ° C) is usually not equal to the ambient temperature, by touching the environment by the user, the environment is locally heated (or locally cooled).
Beispielsweise kann somit ein Benutzer durch Bewegung eines Zeigefingers auf einer beliebigen Oberfläche der Umgebung Wärmebahnen entstehen lassen, anhand welcher Bahnpunkte für die Roboterprogrammierung bestimmt werden können. Somit stellt das erfindungsgemäße Verfahren ein einfaches und intuitives Verfahren zum For example, by moving an index finger on any surface of the environment, a user can thus create thermal paths on the basis of which path points can be determined for the robot programming. Thus, the method according to the invention provides a simple and intuitive method
Definieren einer gewünschten Bahnlinie bereit, welche beispielsweise durch einen Manipulator abgefahren werden soll. Alternativ können auch nur einzelne Punkte in der Umgebung durch einen Benutzer berührt werden, welche für die Ermittlung des entsprechenden Bahnpunktes herangezogen werden. Somit umfasst das Bestimmen des Bahnpunktes vorzugsweise ein Ermitteln der auf der Umgebung erzeugten Defining a desired railway line ready, which is to be traversed for example by a manipulator. Alternatively, only individual points in the environment can be touched by a user, which are used for the determination of the corresponding path point. Thus, determining the path point preferably comprises determining the ones generated on the environment
Temperaturveränderung. Hierzu können beispielsweise simple Erkennungs- Algorithmen angewendet werden, um Spuren von Wärme oder einzelne, punktuelle Wärmepunkte zu ermitteln. Je nach verwendeten Komponenten (wie beispielsweise der Wärmebildkamera), Eigenschaften der berührten Oberfläche, Temperature change. For example, simple detection algorithms can be used to detect traces of heat or single point heat points. Depending on the components used (such as the thermal imager), properties of the touched surface,
Umgebungstemperatur, Zeit zwischen Berührung und Erfassen des Temperaturprofils, etc., sollte die Fingerberührung ausreichend lange erfolgen, um ein möglichst eindeutiges Bestimmen des Bahnpunktes zu ermöglichen. Ambient temperature, time between contact and recording the temperature profile, etc., the finger touch should be sufficiently long to allow the most unambiguous determination of the path point.
Weiter bevorzugt umfasst dabei das Erzeugen der Temperaturveränderung ein More preferably, generating the temperature change includes
Erzeugen einer zeichenhaften Temperaturveränderung. Der Benutzer kann Generating a symbolic temperature change. The user can
beispielsweise eine bestimmte Gestik mit seinem Finger auf der Umgebung abfahren, sodass die hieraus resultierende Temperaturveränderung diese Gestik widerspiegelt. So kann der Benutzer beispielsweise ein Kreuzzeichen, ein Kreiszeichen, stilisierte Pfeile oder ähnliche Symbole bzw. Zeichen mit seinem Finger auf der Umgebung abfahren. Die zeichenhafte Temperaturveränderung kann dabei auch aus einer gleichzeitigen, beispielsweise parallelen Führung von zwei Fingern entlang der Umgebung resultieren. Ferner vorzugsweise umfasst das Bestimmen des Bahnpunktes ein Zuordnen einer vordefinierten Roboteraktion. Durch Ermitteln der somit auf der Umgebung erzeugten Temperaturveränderung kann das Zeichen bzw. die Gestik erkannt werden, und einer entsprechenden Roboteraktion in dem Roboterprogramm zugeordnet werden. Somit kann der Benutzer auf eine intuitive Weise bestimmte Roboteraktionen, wie beispielsweise das Starten oder Beenden einer Messung, festlegen. For example, move a certain gesture with his finger on the environment, so that the resulting temperature change reflects this gesture. For example, the user can run a cross sign, a circle sign, stylized arrows or similar symbols or signs with his finger on the environment. The symbolic temperature change can also result from a simultaneous, for example, parallel guidance of two fingers along the environment. Further preferably, determining the path point comprises associating a predefined robotic action. By determining the temperature change thus produced on the environment, the sign or gestures can be recognized and assigned to a corresponding robot action in the robot program. Thus, the user can intuitively define certain robotic actions, such as starting or stopping a measurement.
Vorzugsweise weist das Verfahren ferner ein Erfassen eines zweiten Temperaturprofils der Umgebung auf. Dabei erfolgt das Bestimmen des Bahnpunktes vorzugsweise unter Verwendung des erfassten zweiten Temperaturprofils. Vorzugsweise ist das zweite Temperaturprofil verschieden von dem ersten Temperaturprofil, beispielsweise aufgrund eines Einwirkens eines Benutzers auf die Umgebung. Beispielsweise kann ein erstes Temperaturprofil der Umgebung erfasst werden, anschließend eine Preferably, the method further comprises detecting a second temperature profile of the environment. In this case, the determination of the path point preferably takes place using the detected second temperature profile. Preferably, the second temperature profile is different from the first temperature profile, for example due to a user acting on the environment. For example, a first temperature profile of the environment can be detected, followed by a
Temperaturveränderung auf der Umgebung durch einen Benutzer hervorgerufen werden (indem dieser Benutzer beispielsweise einen Punkt der Umgebung mit seinem Finger berührt), und anschließend ein zweites Temperaturprofil der Umgebung erfasst werden. Basierend auf den beiden erfassten Temperaturprofilen bzw. unter Temperature change on the environment caused by a user (for example, this user touches a point of the environment with his finger), and then a second temperature profile of the environment are detected. Based on the two recorded temperature profiles or under
Verwendung dieser Temperaturprofile wird der Bahnpunkt bestimmt, welcher der Stelle entspricht, welche mit dem Finger berührt wurde. Ferner vorzugsweise umfasst das Bestimmen des Bahnpunktes ein Vergleichen des ersten und zweiten Using these temperature profiles, the track point is determined, which corresponds to the location that was touched with the finger. Further preferably, determining the path point comprises comparing the first and second
Temperaturprofils. Durch solch einen Vergleich kann effizient festgestellt werden, ob und welcher Bereich einer Umgebung beispielsweise durch einen Benutzer berührt wurde, und für die Bestimmung des Bahnpunktes verwendet werden soll. Vorzugsweise umfasst das Verfahren weiterhin ein Erfassen eines dreidimensionalen Bildes von der Umgebung, und ein Ermitteln eines dreidimensionalen Strukturprofils der Umgebung basierend auf dem erfassten dreidimensionalen Bild. Somit wird sowohl ein Temperaturprofil als auch ein dreidimensionales Bild der Umgebung erfasst. Das dreidimensionale Strukturprofil enthält dabei Informationen über eine räumliche Anordnung der Umgebung, wie beispielsweise ein Höhenprofil. Ferner erfolgt das Bestimmen des Bahnpunktes unter Verwendung des ermittelten dreidimensionalen Strukturprofils der Umgebung. Dadurch wird es möglich, Wärmespuren auch auf Oberflächen zu erkennen, deren Geometrie vorab unbekannt ist. Mit Hilfe des dreidimensionalen Bildes kann dabei erkannt werden, welche dreidimensionalenTemperature profile. By such a comparison, it can be efficiently determined whether and which area of an environment has been touched, for example, by a user, and is to be used for the determination of the point of the path. Preferably, the method further comprises capturing a three-dimensional image of the environment, and determining a three-dimensional structural profile of the environment based on the captured three-dimensional image. Thus, both a temperature profile and a three-dimensional image of the environment is detected. The three-dimensional structure profile contains information about a spatial arrangement of the environment, such as a height profile. Furthermore, the determination of the path point takes place using the determined three-dimensional structure profile of the environment. This makes it possible to detect traces of heat even on surfaces whose geometry is unknown beforehand. With the help of the three-dimensional image can be recognized which three-dimensional
Koordinaten des Raums bzw. der Umgebung für die Bestimmung des Bahnpunktes zu verwenden sind. Ferner vorzugsweise erfolgt das Erfassen des dreidimensionalen Bildes mittels einer 3D-Kamera. Coordinates of the room or the environment are to be used for the determination of the point of the train. Further preferably, the detection of the three-dimensional image by means of a 3D camera.
Vorzugsweise weist das Verfahren ferner ein Bereitstellen des bestimmten Preferably, the method further comprises providing the particular
Bahnpunktes an eine Manipulatorsteuerung auf. Ferner vorzugsweise umfasst dasTrack point to a manipulator control. Furthermore, preferably
Verfahren ein Steuern eines Manipulators anhand des bestimmten Bahnpunktes auf, wobei dieses Steuern mittels der Manipulatorsteuerung erfolgt. Dabei kann der bestimmte Bahnpunkt insbesondere vorzugsweise für eine Spline-Bahnplanung oder eine Punkt-zu-Punkt-Bahnplanung bereitgestellt werden. Somit kann der bestimmte Bahnpunkt direkt verwendet werden, um einen Manipulator entsprechend zu steuern. Beispielsweise kann ein Benutzer ein Objekt berühren, und anschließend kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens dieses Objekt durch einen Manipulator gegriffen werden. Ein aufwendiges Programmieren einer solchen Manipulator- bzw. Method of controlling a manipulator based on the particular point of the track, this control being done by means of the manipulator control. In this case, the particular path point can be provided in particular preferably for spline path planning or point-to-point path planning. Thus, the particular track point can be used directly to control a manipulator accordingly. For example, a user can touch an object, and then, by means of the method according to the invention, this object can be gripped by a manipulator. A complex programming of such a manipulator or
Roboterbewegung ist nicht notwendig, vielmehr erlaubt die vorliegende Erfindung ein intuitives Festlegen von Bahnpunkten. Robot movement is not necessary, but the present invention allows intuitive setting of track points.
Vorzugsweise weist das Verfahren ferner ein Aufnehmen eines Sprachbefehls auf, und das Bestimmen des Bahnpunktes erfolgt weiterhin unter Verwendung des Preferably, the method further comprises picking up a voice command, and determining the web-point further using the
aufgenommenen Sprachbefehls. Ein Programmierer kann also mit seiner Stimme das Verfahren intuitiv steuern, in dem er beispielsweise das Erfassen eines recorded voice command. A programmer can thus use his voice to intuitively control the process by, for example, recording a
Temperaturprofils mittels eines entsprechenden Sprachbefehls steuert. Vorzugsweise erfolgt das Aufnehmen des Sprachbefehls mittels eines Mikrofons. Somit ist das Verfahren weiter intuitiv, ein langwieriges Einlernen eines Programmierers ist dabei vorteilhaft nicht notwendig. Vorzugsweise kann mittels eines Sprachbefehls zwischen zwei Verfahrensmodi geschaltet werden, wobei vorzugsweise ein Verfahrensmodus ein Bestimmen einzelner Bahnpunkte basierend auf beispielsweise einzelnen Temperature profile controls by means of a corresponding voice command. Preferably, the voice command is recorded by means of a microphone. Thus, the method is still intuitive, a lengthy training a programmer is there advantageous not necessary. Preferably, it is possible to switch between two method modes by means of a voice command, wherein preferably a method mode comprises determining individual path points based on, for example, individual ones
Wärmepunkten, und ein anderer Verfahrensmodus ein Bestimmen einer Bahn basierend auf beispielsweise einer Wärmespur ist. Heat points, and another method mode is determining a path based on, for example, a heat trace.
Vorzugsweise weist die Umgebung eine im Wesentlichen ebene Oberfläche auf, beispielsweise eine Platte oder Glasfläche. Ferner umfasst das Erfassen des Preferably, the environment has a substantially planar surface, for example a plate or glass surface. Furthermore, the detection of the
Temperaturprofils vorzugsweise ein Erfassen eines Temperaturprofils der im Temperature profile preferably detecting a temperature profile of the
Wesentlichen ebenen Oberfläche. So kann ein Programmierer beispielsweise auf der im Wesentlichen ebenen Oberfläche eine bestimmte Bahn mit seinem Finger vorgeben, wie etwa durch eine Berührung der Oberfläche mit seinem Zeigefinger, und anschließend kann die aus dieser Berührung resultierende Wärmespur erfasst werden und für die Berechnung bzw. Bestimmung des Bahnpunktes herangezogen werden. Dieses Verfahren ist somit sehr robust, da beispielsweise fragile Essentially flat surface. For example, a programmer can impose a particular trajectory with his finger on the substantially planar surface, such as by touching the surface with his index finger, and then the heat trace resulting from that contact can be detected and used to calculate the trajectory point be used. This method is thus very robust, since, for example, fragile
berührungsempfindliche Handhabungsgeräte zur Programmierung nicht notwendig sind. Der Fachmann versteht dabei, entsprechend der Anwendung, ein geeignetes Material mit einer geeigneten Wärmeleitfähigkeit zu wählen. Dabei versteht der Fachmann insbesondere, dass ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie etwa Stahl, ein einfaches Erzeugen einer Temperaturveränderung durch beispielsweise eine Fingerberührung ermöglicht, wobei die resultierende lokale Temperaturerhöhung jedoch leicht dissipieren kann. Weiter versteht der Fachmann, dass ein Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit, wie etwa Holz, schlechter Wärme durch beispielsweise eine Fingerberührung aufnehmen kann, eine lokale Temperaturerhöhung allerdings länger bestehen bleibt. So kann beispielsweise, je nach Anwendungsform, eine Oberfläche (bspw. eine Holzplatte) mit einer entsprechenden Beschichtung (bspw. Kupferbeschichtung) versehen werden, um eine optimale Bestimmung eines Touch-sensitive handling devices for programming are not necessary. The skilled person understands, according to the application, to choose a suitable material with a suitable thermal conductivity. In this case, the skilled person understands in particular that a material with high thermal conductivity, such as steel, allows easy generation of a temperature change by, for example, a finger touch, but the resulting local temperature increase can easily dissipate. Further, one of ordinary skill in the art will understand that a low thermal conductivity material, such as wood, may absorb poor heat by, for example, a finger touch, but a local temperature increase will persist longer. Thus, for example, depending on the application form, a surface (for example a wood panel) with a corresponding coating (eg., Copper coating) are provided to an optimal determination of a
Bahnpunktes im Sinne der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Railway point in the sense of the present invention to allow.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein System zum Bestimmen eines Bahnpunktes für ein Roboterprogramm bzw. für eine Roboterprogrammierung. Das System umfasst dabei eine Temperaturmesseinrichtung, eingerichtet zum Erfassen eines ersten Temperaturprofils einer Umgebung, und eine Steuerung, welche eingerichtet ist zum Bestimmen des Bahnpunktes unter Verwendung des mittels der Temperaturmesseinrichtung erfassten ersten Temperaturprofils. Dabei umfasst die Temperaturmesseinrichtung vorzugsweise eine Wärmebildkamera. Furthermore, the present invention relates to a system for determining a path point for a robot program or for a robot programming. In this case, the system comprises a temperature measuring device, configured to detect a first temperature profile of an environment, and a controller, which is set up to determine the path point using the means of the Temperature measuring device detected first temperature profile. In this case, the temperature measuring device preferably comprises a thermal imaging camera.
Vorzugsweise weist das System ferner eine Kamera auf, eingerichtet zum Erfassen eines dreidimensionalen Bildes von der Umgebung, und die Steuerung ist ferner eingerichtet zum Bestimmen des Bahnpunktes unter Verwendung des erfassten dreidimensionalen Bildes, wobei die Kamera vorzugsweise eine 3D-Kamera umfasst. Preferably, the system further comprises a camera configured to capture a three-dimensional image of the environment, and the controller is further configured to determine the orbit point using the captured three-dimensional image, the camera preferably comprising a 3D camera.
Vorzugsweise weist das System ein Mikrofon auf, welches eingerichtet ist zum Preferably, the system comprises a microphone which is adapted to
Aufnehmen eines Sprachbefehls, und die Steuerung ist ferner eingerichtet zum Recording a voice command, and the controller is further adapted to
Bestimmen des Bahnpunktes unter Verwendung des aufgenommenen Sprachbefehls. Die einzelnen Komponenten des Systems können (teilweise) separat implementiert sein, oder auch (teilweise) in einer einzelnen Vorrichtung bereitgestellt werden. Determining the track point using the recorded voice command. The individual components of the system may be implemented (in part) separately or provided (partially) in a single device.
Beispielsweise können die Steuerung und das Mikrofon in einer einzelnen Vorrichtung bereitgestellt sein, wie etwa einem tragbaren Computer. Ferner kann beispielsweise die Steuerung zusammen mit einer Robotersteuerung implementiert sein, und/oder die Temperaturmesseinrichtung kann auf einem entsprechenden Roboter bzw. For example, the controller and microphone may be provided in a single device, such as a portable computer. Furthermore, for example, the controller can be implemented together with a robot controller, and / or the temperature measuring device can be mounted on a corresponding robot or robot.
Manipulator bereitgestellt sein. Be provided manipulator.
Der Begriff„Temperaturprofil" kann im Sinne der vorliegenden Erfindung eine von einem Benutzer auf der Umgebung erzeugte Temperaturveränderung umfassen. The term "temperature profile" in the sense of the present invention may include a temperature change generated by a user on the environment.
Insbesondere kann die auf der Umgebung erzeugte Temperaturveränderung vorzugsweise einen einzelnen Wärmepunkt, und/ oder eine Wärmespur bestehend aus mehreren Wärmepunkten umfassen. Der Begriff„Wärmepunkt" umfasst dabei einen einzelnen Punkt auf der Umgebung, welcher aufgrund seiner (relativen) Temperatur markant ist. Beispielsweise hat ein Wärmepunkt auf einer Fläche eine höhere oder niedrigere Temperatur als die übrigen Punkte auf der Fläche. Dabei kann ein solcher (eindimensionaler) Wärmepunkt beispielsweise durch punktuelles Berühren der Fläche mit einem Finger entstehen. Eine„Wärmespur" hingegen entsteht nicht nur durch ein punktuelles Berühren einer Fläche, sondern beispielsweise durch Abfahren einer Linie auf der Fläche. Somit kann eine Bahnlinie bestimmt werden, welche beispielsweise während eines Schweißprozesses durch den Manipulator abgefahren werden soll, um eine bestimmte Schweißnaht zu erstellen. 4. Ausführungsbeispiele In particular, the temperature change produced on the environment may preferably comprise a single heat point, and / or a heat trace consisting of several heat points. The term "heat point" encompasses a single point on the environment, which is distinctive due to its (relative) temperature, for example a heat point on a surface has a higher or lower temperature than the other points on the surface A "heat trace", on the other hand, does not just come from touching one area at a time but, for example, by tracing a line on the surface. Thus, a web line can be determined, which is to be traveled, for example, during a welding process by the manipulator to create a specific weld. 4th embodiments
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen: In the following, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Showing:
Fig. 1 schematisch das Bestimmen eines Bahnpunktes gemäß einer Ausführungsform; 1 shows schematically the determination of a path point according to an embodiment;
Fig. 2 schematisch das Bestimmen eines Bahnpunktes gemäß einer anderen Fig. 2 shows schematically the determination of a path point according to another
Ausführungsform;  embodiment;
Fig. 3 schematisch den Ablauf eines Verfahrens zum Bestimmen eines Bahnpunktes gemäß einer Ausführungsform; 3 schematically shows the sequence of a method for determining a path point according to an embodiment;
Fig. 4 schematisch den Ablauf eines Verfahrens zum Bestimmen eines Bahnpunktes gemäß einer anderen Ausführungsform, und 4 schematically shows the sequence of a method for determining a path point according to another embodiment, and
Fig. 5 schematisch den Ablauf eines Verfahrens zum Bestimmen eines Bahnpunktes gemäß einer weiteren Ausführungsform. 5 schematically shows the sequence of a method for determining a path point according to a further embodiment.
In der Figur 1 ist schematisch das Bestimmen eines Bahnpunktes dargestellt, entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Kamerasystem 10, umfassend eine Wärmebildkamera, ist auf eine Oberfläche bzw. Fläche 12 gerichtet, welche im Wesentlichen eben ist. Zum Bestimmen eines Bahnpunktes fährt ein Programmierer mit seinem Finger 11 über die Fläche 12, und erwärmt dabei diese Fläche 12 lokal. Die dadurch resultierende Wärmespur 13 wird durch die FIG. 1 schematically shows the determination of a path point, according to an embodiment of the present invention. A camera system 10 comprising a thermal imaging camera is directed onto a surface 12 that is substantially planar. To determine a path point, a programmer drives his finger 11 over the surface 12, thereby heating this surface 12 locally. The resulting heat trace 13 is characterized by the
Wärmekamera erfasst, und folgend werden entsprechende Bahnpunkte für eine Bewegung eines Manipulators aus dieser erfassten Wärmespur abgeleitet. Zum Thermal camera detected, and following appropriate track points for movement of a manipulator are derived from this detected heat track. To the
Erfassen der Wärmespur 13 mittels der Wärmekamera kann der Programmierer beispielsweise eine Auslösetaste (nicht gezeigt) drücken, wenn sichergestellt ist, dass die Wärmebildkamera nicht den Programmierer selbst erfasst. Alternativ oder zusätzlich kann der Programmierer auch einen Sprachbefehl aussprechen, welcher von einem Mikrofon (nicht gezeigt) aufgezeichnet wird und das Erfassen der Wärmespur 13 auslöst. Um die Wärmespur 13 präzise automatisch zu erkennen, kann beispielsweise mittels der Wärmebildkamera ein Bild vor und nach der Berührung der Fläche 12 durch den Finger 11 verglichen werden. Die Darstellung in Figur 2 entspricht im Wesentlichen der aus Figur l, jedoch befinden sich auf der Fläche 22 zwei Objekte 23, 24. Im Gegensatz zu der Darstellung aus Figur 1 soll nun keine Bahn basierend auf einer Wärmespur, sondern nur zwei einzelne Bahnpunkte basierend auf zwei einzelnen Wärmepunkten 25, 26 bestimmt werden. Hierzu kann der Programmierer beispielsweise eine Umschalttaste (nicht gezeigt) drücken, mit welcher zwischen den Modi„Erfassen einer Bahnlinie" und„Erfassen einzelner Bahnpunkte" umgeschaltet werden kann. Alternativ kann ein solches For example, by detecting the thermal track 13 by the thermal camera, the programmer can depress a shutter button (not shown) when it is ensured that the thermal imager does not detect the programmer himself. Alternatively or additionally, the programmer may also pronounce a voice command which is recorded by a microphone (not shown) and triggers the detection of the heat track 13. In order to detect the heat track 13 precisely automatically, an image can be compared, for example by means of the thermal imaging camera, before and after the contact of the surface 12 by the finger 11. The illustration in FIG. 2 essentially corresponds to that of FIG. 1, but there are two objects 23, 24 on the surface 22. In contrast to the representation from FIG. 1, no path is to be based on a heat track, but only two individual path points based on two individual heat points 25, 26 are determined. For this purpose, the programmer can, for example, press a shift key (not shown) with which it is possible to switch between the modes "Detecting a train line" and "Detecting individual track points". Alternatively, such
Umschalten auch mittels eines Sprachbefehls gesteuert werden, welcher von einem Mikrofon (nicht gezeigt) aufgezeichnet werden kann. Das Kameragehäuse 20 umfasst neben einer Wärmebildkamera zusätzlich eine 3D-Switching can also be controlled by means of a voice command which can be recorded by a microphone (not shown). In addition to a thermal imaging camera, the camera housing 20 additionally comprises a 3D camera.
Kamera. Der Programmierer berührt mit seinem Finger 21 jeweils einen Punkt auf den Objekten 23, 24, wodurch die Objekte eine punktuelle Temperaturerhöhung erfahren. Die Wärmebildkamera erfasst diese lokal erhöhten Temperaturen, bzw. die Camera. The programmer touches with his finger 21 each one point on the objects 23, 24, whereby the objects experience a punctual increase in temperature. The thermal imager captures these locally elevated temperatures, or the
Wärmepunkte 25, 26. Die 3D-Kamera erfasst dazu ein dreidimensionales Bild, welches es erlaubt die dreidimensionale Position der berührten Punkte auf den Objekten 23, 24 zu ermitteln. Anschließend werden zwei Bahnpunkte basierend auf den mittels der Wärmebildkamera und der 3D-Kamera erfassten Daten bestimmt. Heat points 25, 26. For this purpose, the 3D camera acquires a three-dimensional image, which makes it possible to determine the three-dimensional position of the points touched on the objects 23, 24. Subsequently, two track points are determined based on the data acquired by the thermal imager and the 3D camera.
In Figur 3 ist ein Verfahren 30 zum Bestimmen eines Bahnpunktes dargestellt. In Schritt 31 wird ein Temperaturprofil einer Umgebung erfasst. Anschließend wird in Schritt 32 ein Bahnpunkt unter Verwendung des erfassten Temperaturprofils bestimmt. FIG. 3 shows a method 30 for determining a path point. In step 31, a temperature profile of an environment is detected. Subsequently, in step 32, a track point is determined using the sensed temperature profile.
In Figur 4 ist ein weiteres Verfahren 40 zum Bestimmen eines Bahnpunktes dargestellt. In Schritt 41 wird ein erstes Temperaturprofil einer Umgebung erfasst. Anschließend, bei Schritt 42, erzeugt ein Benutzer durch Berührung der Umgebung mit seinem Finger eine Wärmespur auf dieser Umgebung. Im folgenden Schritt 43 wird ein zweitesFIG. 4 shows a further method 40 for determining a path point. In step 41, a first temperature profile of an environment is detected. Subsequently, at step 42, a user, by touching the environment with his finger, creates a heat trail on that environment. In the following step 43, a second
Temperaturprofil der Umgebung erfasst. Der Fachmann versteht dabei, dass aufgrund der Berührung der Umgebung durch den Benutzer dieses zweite Temperaturprofil verschieden von dem ersten Temperaturprofil sein kann. In Schritt 44 wird das erste Temperaturprofil mit dem zweiten Temperaturprofil verglichen, und anschließend basierend hierauf in Schritt 45 der entsprechende Bahnpunkt bestimmt. In Figur 5 ist ein weiteres Verfahren 50 zum Bestimmen eines Bahnpunktes dargestellt. In Schritt 51 wird mittels einer Wärmebildkamera ein Wärmebild von einer Umgebung aufgenommen. In Schritt 52 wird eine Wärmespur in diesem Wärmebild erkannt. Parallel dazu wird in Schritt 53 ein dreidimensionales Bild von derselben Umgebung aufgenommen, und in Schritt 54 ein dreidimensionales Strukturprofil von dieser Umgebung basierend auf dem erfassten dreidimensionalen Bild ermittelt. Temperature profile of the environment detected. The skilled person understands that due to the contact of the environment by the user, this second temperature profile may be different from the first temperature profile. In step 44, the first temperature profile is compared with the second temperature profile, and then, based on this, in step 45, the corresponding path point is determined. FIG. 5 shows a further method 50 for determining a path point. In step 51, a thermal image is taken from an environment by means of a thermal imaging camera. In step 52, a heat trace is detected in this thermal image. In parallel, in step 53, a three-dimensional image is taken of the same environment, and in step 54, a three-dimensional structural profile of that environment is determined based on the acquired three-dimensional image.
Anschließend wird in Schritt 55 der Bahnpunkt unter Verwendung der in Schritt 52 erkannten Wärmespur und dem in Schritt 54 ermittelten dreidimensionalen Subsequently, in step 55, the track point is determined using the heat track recognized in step 52 and the three-dimensional one determined in step 54
Strukturprofil bestimmt. Structure profile determined.
Bezugszeichenliste: LIST OF REFERENCE NUMBERS
10. 20 Kamerasystem  10. 20 camera system
11. 21 Finger  11. 21 fingers
12. 22 Fläche  12. 22 area
13 Wärmespur  13 heat track
23, 24 Objekte  23, 24 objects
25, 26 Wärmepunkte  25, 26 heat points

Claims

Ansprüche l. Verfahren zum Bestimmen eines Bahnpunktes für ein Roboterprogramm, das Verfahren aufweisend: Claims l. A method of determining a path point for a robot program, the method comprising:
Erfassen eines ersten Temperaturprofils einer Umgebung (12, 22, 23, 24), und Bestimmen des Bahnpunktes unter Verwendung des erfassten ersten  Detecting a first temperature profile of an environment (12, 22, 23, 24), and determining the path point using the detected first
Temperaturprofils.  Temperature profile.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erfassen des Temperaturprofils mittels einer Temperaturmesseinrichtung, und vorzugsweise mittels einer Wärmebildkamera erfolgt. 2. The method of claim 1, wherein the detection of the temperature profile by means of a temperature measuring device, and preferably by means of a thermal imaging camera takes place.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter aufweisend: 3. The method of claim 1 or 2, further comprising:
Erzeugen, , einer Temperaturveränderung (13, 25, 26) auf der Umgebung (12, Generating, a temperature change (13, 25, 26) on the environment (12,
22, 23, 24), wobei das Erzeugen der Temperaturveränderung (13, 25, 26) vorzugsweise durch Berühren der Umgebung (12, 22, 23, 24) mit einem Finger durch einen Benutzer erfolgt, und wobei das Bestimmen des Bahnpunktes vorzugsweise ein Ermitteln der auf der Umgebung (12, 22, 23, 24) erzeugten Temperaturveränderung (13, 25, 26) umfasst. 22, 23, 24), wherein the generation of the temperature change (13, 25, 26) preferably takes place by touching the environment (12, 22, 23, 24) with a finger by a user, and wherein determining the path point preferably comprises determining the temperature change (13, 25, 26) generated on the environment (12, 22, 23, 24).
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Erzeugen der Temperaturveränderung ein Erzeugen einer zeichenhaften Temperaturveränderung umfasst, wie beispielsweise Kreuze, Kreise oder Pfeile, und wobei das Bestimmen des Bahnpunktes vorzugsweise ein Zuordnen einer vordefinierten Roboteraktion unter Berücksichtigung des erfassten ersten Temperaturprofils umfasst. 4. The method of claim 3, wherein generating the temperature change comprises generating a symbolic temperature change, such as crosses, circles, or arrows, and wherein determining the web point preferably comprises associating a predefined robotic action taking into account the sensed first temperature profile.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, weiter aufweisend ein Erfassen eines zweiten Temperaturprofils der Umgebung (12, 22, 23, 24), und wobei das Bestimmen des Bahnpunktes unter Verwendung des erfassten zweiten 5. The method of claim 1, further comprising detecting a second temperature profile of the environment (12, 22, 23, 24), and determining the path point using the detected second
Temperaturprofils erfolgt, wobei das Bestimmen des Bahnpunktes vorzugsweise ein Vergleichen des ersten und zweiten Temperaturprofils umfasst. Temperature profile is carried out, wherein the determination of the path point preferably comprises a comparison of the first and second temperature profile.
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, weiter aufweisend: Erfassen eines dreidimensionalen Bildes von der Umgebung (12, 22, 23, 24), und 6. The method according to any one of the preceding claims, further comprising: Capturing a three-dimensional image of the environment (12, 22, 23, 24), and
Ermitteln eines dreidimensionalen Strukturprofils der Umgebung (12, 22, 23, 24) basierend auf dem erfassten dreidimensionalen Bild,  Determining a three-dimensional structure profile of the environment (12, 22, 23, 24) based on the captured three-dimensional image,
wobei das Bestimmen des Bahnpunktes unter Verwendung des ermittelten dreidimensionalen Strukturprofils der Umgebung (12, 22, 23, 24) erfolgt.  wherein the determination of the path point is made using the determined three-dimensional structure profile of the environment (12, 22, 23, 24).
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Erfassen des dreidimensionalen 7. The method of claim 6, wherein detecting the three-dimensional
Strukturprofils mittels einer 3D-Kamera erfolgt. Structure profile by means of a 3D camera is done.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend ein Bereitstellen des bestimmten Bahnpunktes an eine Manipulatorsteuerung, und vorzugsweise ferner aufweisend ein Steuern eines Manipulators anhand des 8. The method according to claim 1, further comprising providing the determined path point to a manipulator control, and preferably further comprising controlling a manipulator based on the
bestimmten Bahnpunktes, wobei das Steuern mittels der Manipulatorsteuerung erfolgt. certain train point, wherein the control is done by means of the manipulator control.
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend ein Aufnehmen eines Sprachbefehls, und wobei das Bestimmen des Bahnpunktes ferner unter Verwendung des aufgenommenen Sprachbefehls erfolgt, wobei das Aufnehmen des Sprachbefehls vorzugsweise mittels eines Mikrofons erfolgt. The method of any one of the preceding claims, further comprising recording a voice command, and wherein determining the web-point further occurs using the recorded voice command, wherein the recording of the voice command is preferably by means of a microphone.
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Umgebung (12, 22, 23, 24) eine im Wesentlichen ebene Oberfläche (12, 22) aufweist, und wobei das Erfassen des Temperaturprofils ein Erfassen eines Temperaturprofils der im Wesentlichen ebenen Oberfläche (12, 22) umfasst. 10. The method of claim 1, wherein the environment comprises a substantially planar surface, and wherein the detection of the temperature profile comprises detecting a temperature profile of the substantially planar surface , 22).
11. System zum Bestimmen eines Bahnpunktes für ein Roboterprogramm, aufweisend: 11. System for determining a path point for a robot program, comprising:
Eine Temperaturmesseinrichtung, eingerichtet zum Erfassen eines ersten Temperaturprofils einer Umgebung (12, 22, 23, 24),  A temperature measuring device, configured to detect a first temperature profile of an environment (12, 22, 23, 24),
und eine Steuerung, eingerichtet zum Bestimmen des Bahnpunktes unter and a controller configured to determine the path point at
Verwendung des mittels der Temperaturmesseinrichtung erfassten ersten Use of the first detected by means of the temperature measuring device
Temperaturprofils . Temperature profile.
12. System nach Anspruch 11, wobei die Temperaturmesseinrichtung eine 12. The system of claim 11, wherein the temperature measuring device is a
Wärmebildkamera umfasst.  Thermal imaging camera includes.
13. System nach Anspruch 11 oder 12, weiter aufweisend eine Kamera, eingerichtet 5 zum Erfassen eines dreidimensionalen Bildes von der Umgebung (12, 22, 23, 24), und wobei die Steuerung ferner eingerichtet ist zum Bestimmen des Bahnpunktes unter Verwendung des erfassten dreidimensionalen Bildes, wobei die Kamera vorzugsweise eine 3D-Kamera umfasst. The system of claim 11 or 12, further comprising a camera 5 adapted to capture a three-dimensional image of the environment (12, 22, 23, 24), and wherein the controller is further configured to determine the orbit point using the detected three-dimensional Image, wherein the camera preferably comprises a 3D camera.
10 14. System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, weiter aufweisend ein Mikrofon, eingerichtet zum Aufnehmen eines Sprachbefehls, und wobei die Steuerung ferner eingerichtet ist zum Bestimmen des Bahnpunktes unter Verwendung des 14. The system of claim 11, further comprising a microphone configured to receive a voice command, and wherein the controller is further configured to determine the path point using the voice command
aufgenommenen Sprachbefehls.  recorded voice command.
!5 !5- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder System nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das Temperaturprofil eine von einem Benutzer auf der Umgebung (12, 22, 23, 24) erzeugte Temperaturveränderung (13, 25, 26) umfasst, wobei die auf der Umgebung (12, 22, 23, 24) erzeugte Temperaturveränderung (13, 25, 26) vorzugsweise eine Wärmespur (13) bestehend aus mehreren Wärmepunkten (25, 0 26) umfasst. The method according to one of claims 1 to 10 or the system according to any one of claims 11 to 14, wherein the temperature profile comprises a temperature change (13, 25, 26) generated by a user on the environment (12, 22, 23, 24) ), wherein the temperature change (13, 25, 26) generated on the environment (12, 22, 23, 24) preferably comprises a heat track (13) consisting of a plurality of heat points (25, 0 26).
PCT/EP2016/061667 2015-05-29 2016-05-24 Method for determining a path point WO2016193058A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201680031527.8A CN107666988A (en) 2015-05-29 2016-05-24 Method for determining path point
EP16725497.8A EP3302895A1 (en) 2015-05-29 2016-05-24 Method for determining a path point

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015209900.8 2015-05-29
DE102015209900.8A DE102015209900A1 (en) 2015-05-29 2015-05-29 Method for determining a path point

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016193058A1 true WO2016193058A1 (en) 2016-12-08

Family

ID=56084025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/061667 WO2016193058A1 (en) 2015-05-29 2016-05-24 Method for determining a path point

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3302895A1 (en)
CN (1) CN107666988A (en)
DE (1) DE102015209900A1 (en)
WO (1) WO2016193058A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018189417A1 (en) * 2017-04-11 2018-10-18 University Of Helsinki Method and system for determining human-object interaction
JP6826069B2 (en) * 2018-04-18 2021-02-03 ファナック株式会社 Robot motion teaching device, robot system and robot control device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1537959A2 (en) * 2003-11-24 2005-06-08 Abb Research Ltd. A method and a system for programming an industrial robot
US20110288964A1 (en) * 2010-05-24 2011-11-24 Massachusetts Institute Of Technology Kinetic Input/Output
DE102012015056A1 (en) * 2012-07-28 2014-02-13 Bsautomatisierung Gmbh Robot control device
JP2014104527A (en) * 2012-11-27 2014-06-09 Seiko Epson Corp Robot system, program, production system, and robot
WO2014093822A1 (en) * 2012-12-14 2014-06-19 Abb Technology Ag Bare hand robot path teaching
US20140201112A1 (en) 2013-01-16 2014-07-17 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Robot teaching system and robot teaching method
US20150002391A1 (en) * 2013-06-28 2015-01-01 Chia Ming Chen Systems and methods for controlling device operation according to hand gestures

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009035121A1 (en) * 2009-07-29 2011-02-03 Tekfor Cologne Gmbh Process for processing workpieces

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1537959A2 (en) * 2003-11-24 2005-06-08 Abb Research Ltd. A method and a system for programming an industrial robot
US20110288964A1 (en) * 2010-05-24 2011-11-24 Massachusetts Institute Of Technology Kinetic Input/Output
DE102012015056A1 (en) * 2012-07-28 2014-02-13 Bsautomatisierung Gmbh Robot control device
JP2014104527A (en) * 2012-11-27 2014-06-09 Seiko Epson Corp Robot system, program, production system, and robot
WO2014093822A1 (en) * 2012-12-14 2014-06-19 Abb Technology Ag Bare hand robot path teaching
US20140201112A1 (en) 2013-01-16 2014-07-17 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Robot teaching system and robot teaching method
US20150002391A1 (en) * 2013-06-28 2015-01-01 Chia Ming Chen Systems and methods for controlling device operation according to hand gestures

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ELLIOT N SABA ET AL: "Dante vision: In-air and touch gesture sensing for natural surface interaction with combined depth and thermal cameras", EMERGING SIGNAL PROCESSING APPLICATIONS (ESPA), 2012 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON, IEEE, 12 January 2012 (2012-01-12), pages 167 - 170, XP032116223, ISBN: 978-1-4673-0899-1, DOI: 10.1109/ESPA.2012.6152472 *
ERIC LARSON ET AL: "HeatWave", HUMAN FACTORS IN COMPUTING SYSTEMS, ACM, 2 PENN PLAZA, SUITE 701 NEW YORK NY 10121-0701 USA, 7 May 2011 (2011-05-07), pages 2565 - 2574, XP058041548, ISBN: 978-1-4503-0228-9, DOI: 10.1145/1978942.1979317 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107666988A (en) 2018-02-06
EP3302895A1 (en) 2018-04-11
DE102015209900A1 (en) 2016-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102019009313B4 (en) Robot control, method and computer program using augmented reality and mixed reality
DE102018116053B4 (en) Robot system and robot learning method
DE102019002898B4 (en) robot simulation device
WO2014117895A1 (en) Method and device for controlling garage equipment
DE102019119319B4 (en) Scanning system, working system, method for displaying augmented reality images, method for storing augmented reality images and programs therefor
DE102018112403B4 (en) ROBOTIC SYSTEM DISPLAYING INFORMATION FOR ASSISTING AN ROBOT
DE102015107436B4 (en) Trainable path control
DE102019122865B4 (en) Acquisition system, working system, display method for an augmented reality image and program
EP3366434B1 (en) Method for checking a function of a vehicle and/or at least one operating device
EP3098034B1 (en) Selecting an apparatus or an object using a camera
DE102019109624B4 (en) Robot motion teaching device, robot system and robot controller
DE102014118001A1 (en) Method for simulating the motion of a manipulator
EP3518055B1 (en) Monitoring and control system for a production workspace and method for producing a product or partial product
DE102006061752A1 (en) Method for programming robot, involves manual starting of space points with robot, which carries determined force or torque in started space point, where force or torque is stored
DE102020129967A1 (en) Simulation device and robotic system with augmented reality
WO2020229028A1 (en) Input device, method for providing movement commands to an actuator, and actuator system
EP2299344A2 (en) Input device and method for a manipulator
EP3302895A1 (en) Method for determining a path point
DE102020102160B3 (en) Method for generating an input command for a robot arm and a robot arm
DE102018124671B4 (en) Method and device for creating a robot control program
DE102016221193B3 (en) A method of controlling a manipulator based on hand recognition
DE102015200319A1 (en) Einmessverfahren from combination of pre-positioning and manual guidance
DE102014221797B4 (en) Method and robot system for automatic web determination
DE102009034938B4 (en) Method for commanding a movement system with a measuring device
DE102019118012B3 (en) Method and device for controlling a robot system by means of human movement

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16725497

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2016725497

Country of ref document: EP