[发明专利]建立机器人工作空间上的几何表示的方法

说明书

提供了一种用于建立机器人(2)工作空间(1)上的几何表示的方法(10)。方法(10)在控制设备(25)中执行并且包括：通过三维结构表示(11)工作空间(1)；获得(12)关于机器人(2)在工作空间(1)中行进的无碰撞轨迹的信息；基于所获得的关于无碰撞轨迹的信息和关于机器人(2)的几何形状的信息，确定(13)工作空间(1)中的可用空间体积，该体积对应于机器人(2)沿轨迹已经行进过的至少一部分的几何形状；以及通过将三维结构的所确定的体积指示为可用空间来更新(14)三维结构。

技术领域

本文所公开的技术总体上涉及机器人领域，并且特别地，涉及建立机器人的工作空间上的几何表示的方法，涉及控制设备、计算机程序和计算机程序产品。

背景技术

协作机器人可以被用于各种应用中，例如，用于诸如低电压产品、数字摄像机、手表、玩具等产品的预处理、装配和包装。原则上，机器人可以执行与熟练的装配工人一样的工作，并且机器人极大促进和提高例如这种装配自动化。

机器人将在其中工作的环境模型作为用于控制机器人的运动的工具是有价值的，并且如果机器人将自动地移动，则该模型是必需的。为此，计算机辅助设计(CAD)工具经常被使用并且被依赖，以用于提供这种模型。然而，为了使用诸如碰撞预测和无碰撞路径规划的功能以达到其充分的潜力，机器人的用户必须提供详细的环境模型。

假设机器人的用户具有机器人将在其中工作的完整环境的详细CAD模型给她或他带来不必要的负担。例如，CAD模型可能不可用、可能很不精确或环境可能每一天都改变。此外，许多用户发现将CAD模型载入计算机软件进行仿真和离线编程然后再将CAD模型转换成碰撞避免模型是繁琐的。

发明内容

鉴于以上，本发明的目的是提供一种创建机器人的工作环境模型的改进的方式。该目的和其他通过根据所附独立权利要求的方法、设备、计算机程序和计算机程序产品、以及通过根据从属权利要求的实施例来实现。

根据一方面，该目的通过建立机器人的工作空间上的几何表示的方法来实现。方法在控制设备中执行并且包括：通过三维结构表示工作空间；获得关于机器人在工作空间中行进的无碰撞轨迹的信息；基于所获得的关于无碰撞轨迹的信息和关于机器人的几何形状的信息，确定工作空间中的可用空间的体积，该体积对应于机器人沿轨迹已经行进过的至少一部分的几何形状；以及通过将三维结构的所确定的体积指示为可用空间来更新三维结构。

该方法提供了若干优点。例如，最终用户不需要具有工作空间的CAD模型，并且不需要将这种CAD模型转换成碰撞模型。由于仅使用机器人自身，该方法极大促进了周围环境的表示的创建。所创建的模型可以充当关于机器人之前已经去过的地方的存储器，使得该存储器可以记住哪些区域是无碰撞的。如果模型被持续地更新，则该模型将越来越精确。

在一个实施例中，方法包括针对N个轨迹重复获得、确定和更新，N等于或大于一。

在一个实施例中，获得信息包括从至少一个传感器(例如，轴位传感器)接收信息，至少一个传感器被布置在机器人上并且从轨迹的起始位置移动到结束位置。这是获得信息的方便的方式。

在一个实施例中，方法包括：从摄像机接收关于工作空间的信息，以及基于所接收的信息获得工作空间的至少一部分的第二三维表示。

在上述实施例的变型中，方法包括使用第二三维表示，以用于找出机器人将在工作空间中行进的轨迹。

在各种实施例中，三维结构包括八叉树数据结构。然后，所得到的工作空间的表示是八叉树结构，其是工作空间的递归和分层块表示。

在各种实施例中，方法包括获得关于机器人行进的遇到碰撞的轨迹的信息，并且基于所获得的信息将三维结构的体积指示为占用空间。