CN102152308A - 用于工业机器人的无碰撞轨迹规划的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于工业机器人(1)的无碰撞轨迹规划的方法，工业机器人(1)具有控制装置(9)和利用控制装置(9)运动的机器人臂(2)，对象(11)固定在机器人臂(2)上，以及，在工业机器人(1)的工作空间中设置有至少一个障碍物(12)。

Description

用于工业机器人的无碰撞轨迹规划的方法

技术领域

1.本发明涉及一种用于工业机器人的无碰撞轨迹规划的方法。

2.背景技术

3.工业机器人是工作机器，其可以装备用于对对象进行自动处理和/或加工的工具，并可以对多个运动轴，例如就方向、位置和工作流程进行编程。工业机器人通常包括具有多个轴的机器人臂以及可编程控制器(控制装置)，控制器在运行中控制或调整工业机器人的运动过程。

4.为了实现运动，控制器可以通过轨迹规划来计划这种运动。

5.在工业机器人的运行中，希望工业机器人不与物体发生碰撞。正如在物流应用中所发生的情况，如果利用工业机器人移动负载，那么所移动的负载也应该不与障碍物发生碰撞。因此应该对工业机器人的运动进行相应的规划。

6.P.Adolphs等人在“时变环境中的无碰撞实时路径规划”以及“1992年IEEE/RSJ关于智能机器人与***的国际会议的会议纪要，7-10，1992年7月，445到452页”(“Collision-free real-time path-planning in time varyingenvironment”、“Proceedings of the 1992 IEEE/RSJ International Conference onIntelligent Robots and Systems，7.-10.Juli 1992，Seiten 445 bis 452”)中公开了一种在可曲臂工业机器人的三维配置空间中对运动对象建模的方法。这种方法建立在查阅表格的基础上，所述表格包括工作空间内的对象和相应的配置空间中的无碰撞区域之间的关系。配置空间在圆柱形坐标系中加以描述。

发明内容

本发明的目的在于提出一种改进的用于无碰撞轨迹规划的方法。

本发明的这一目的通过一种用于工业机器人的无碰撞轨迹规划的方法得以实现，工业机器人包括控制装置和利用控制装置运动的机器人臂，对象固定在机器人臂上，并在工业机器人的工作空间中设置至少一个障碍物，该方法具有以下步骤：

-基于具有模型化的障碍物的工作空间的三维CAD模型，在工业机器人的工作空间的圆柱形坐标中建立三维模型，其中，在三维模型中通过至少一个空心圆柱形的第一分段(Segment)对模型化的障碍物进行模型化，

-将三维模型中没有被第一分段占据的区域分解为多个空心圆柱形和/或圆柱形的第二分段，并

-确定轨迹，工业机器人应该在该轨迹上将对象从起点运动到终点，使该对象仅在第二分段内运动。

本发明的另一方面涉及一种工业机器人，其具有控制装置和利用控制装置移动的机器人臂，在机器人臂上固定有对象，并且在工业机器人的工作空间中设置至少一个障碍物，其中，将控制装置设置为，使机器人臂运动，从而使对象沿轨迹从起点运动到终点，还将控制装置设置成，根据本发明的方法来确定轨迹。

因此，根据本发明的方法首先建立以圆柱形坐标描述的三维模型，也就是以坐标系为基础，其中，坐标系包括角度轴、半径轴和高度轴，或者该坐标系与坐标角度(V)、半径(R)和高度(H)相对应。为了避免在通过工业机器人使对象从起点向终点运动期间发生碰撞并避开障碍物，运动轨迹以工业机器人的工作空间的三维模型为基础。在此，工作空间是这样的一种空间，即工业机器人可以利用其机器人臂驶向该空间，即，在该空间内部工业机器人可以移动对象。

在工作空间内存在至少一个障碍物，对象在其运动中不应该与障碍物发生碰撞。为了防止发生碰撞，根据本发明将障碍物在三维模型中近似为至少一个空心圆柱形分段。这种近似是基于CAD模型发生的，其中，CAD模型特别比较准确地模型化了工业机器人的工作空间，并因此也对障碍物进行模型化。特别将第一分段或多个第一分段的尺寸设定为，使其包围整个障碍物。

然后将没有被障碍物所占据的圆柱形模型的区域分解为多个第二分段。由于这些区域没有被障碍物占据，因此现在有可能在第二分段内改变工业机器人移动对象的轨迹。

因此，根据本发明的无碰撞轨迹规划发生在特别是6轴工业机器人的圆柱形工作空间中，并因此而较好地应用于物流(堆垛/卸垛)、加工以及其他取放任务的领域中。

与模型的圆柱形坐标相对应的圆柱形坐标系的原点优选位于工业机器人的中心。

所使用的工业机器人的机器人臂优选包括机架(Gestell)、关于机架围绕垂直伸展的轴可转动地安装的转动转盘、摇臂、悬臂以及特别是具有法兰的多轴机器人手，对象至少间接地、例如通过固定在法兰上的夹持器固定在法兰上。对应于模型的圆柱形坐标的圆柱形坐标系的高度轴可以优选位于机器人臂的轴中。通常将转动转盘围绕转动的轴标记为轴1。

根据本发明的方法的这种变形的优点在于，可以利用特别尽可能短的周期时间规划机器人轨迹，因为圆柱形搜索空间(三维模型)优选由轴1的运动进行解释。

此外，在这种方式中，在6轴机器人中可以放弃所谓的堆垛方式，因为对移动对象的调整可以提前规划，甚至可以包含对象的任何倾斜运动。这种灵活性在堆垛时允许正确的、新的可能性，例如在还没有搬空的底架上的垂直包裹货架，并且例如有利于搬运应用的自动规划。

为了在对象运动期间即使不能完全排除，但至少能够减少机器人臂与障碍物碰撞的危险，根据本发明的方法的一种优选的实施方式，还附加地具有以下步骤：

在三维模型中针对与第二分段相对应的对象的位置对机器人臂的姿势进行模拟，

在三维模型中确定存在机器人臂与障碍物的碰撞的第二分段，以及

将该第二分段归类为已对其确定出机器人臂与障碍物的碰撞的第三分段。

由此寻找这样的第二分段，即三维模型中未被障碍物“占据”的分段，在对象穿过过程中，机器人臂与障碍物发生碰撞。如果这些分段(即第三分段)被确定，那么它们将不会用于轨迹规划，因为轨迹规划仅以第二分段为基础。

为了确定所述第二分段是否能够对应机器人臂/障碍物的碰撞，也就是被归类为第三分段，可以使用例如基于采样的方法或自适应方法(adaptivesVerfahren)。

在用于碰撞检测的两个方法中，例如在目前自由的分段(即第二分段)中为对象确定多个位置，而后将这些位置送入例如在工业机器人的控制装置中运行的模拟中。

对于利用基于采样的方法的碰撞检测，例如预先给定对象在相关的第二分段内部的多个位置，并模拟相应的机器人臂姿势。如果在这些位置的至少一个位置上发生机器人臂与障碍物的碰撞，那么可以将该第二分段归类为第三分段。否则，该第二分段仍旧是第二分段。

在自适应方法中使用距离信息(Distanzinformationen)，用以将第二分段中的一部分标记为最大可能确保无碰撞的。这样持续很久，直至证明全部有疑问的第二分段都是无碰撞的，或者剩余地保留一部分分段片(Segmentstück)，对这些分段片不再进行划分(实施细则)，并因此将这些分段片称为可造成碰撞的。

为了获得轨迹，可以首先确定与轨迹相对应的、邻近的第二分段的分段路径，并在分段路径的基础上计算轨迹。

例如，轨迹规划以三维模型内部的所谓的A*-搜索(A*-Suche)为基础，以便在起点和终点之间寻找例如最短或最经济的分段路径。根据本发明的一种变形，随后可以由该分段路径计算轨迹，例如使用点对点计算。这种基于模型的计算确保对象沿轨迹无碰撞地运动。为了由分段路径计算轨迹，还可以使用循环

以便获得例如尽可能大的循环轮廓

对象可以以不变的方向沿轨迹运动，其中，模型与该方向相对应。根据对象的方向可以对该方向进行不同的空间调整，特别由此产生第三分段的不同分布。

正如根据本发明方法的一种变形中所设置的那样，如果对象沿轨迹首先以第一方向运动，然后再以与第一方向不同的第二方向运动，则根据本发明方法的另一种变形，可以建立两个三维模型，其中第一模型对应于第一方向，第二模型对应于第二方向。由此能够使对象在运动期间无碰撞地转动。

为了确保对象在从第一方向进入第二方向的对象转动期间不与障碍物发生碰撞，在工作空间中的一区域内使对象从第一方向转动到第二方向，该区域对应于一个第二分段或多个相关联的第二分段，该区域足够大，使得对象在该第二分段或多个第二分段内从第一方向转动到第二方向时不会离开相关的第二分段或多个第二分段。

附图说明

在附图中示例性地描述了本发明的实施例。

图1示出了具有控制装置和机器人泵的工业机器人，

图2示出了建立模型期间工业机器人的工作空间的圆柱形模型的截面，

图3示出了圆柱形模型的分段，

图4示出了圆柱形模型在另一个建立步骤中的另一个截面，

图5示出了圆柱形模型的三维视图，

图6示出了圆柱形模型在另一个建立步骤中的三维视图，

图7-图9示出了模型的分段，

图10示出了流程图，

图11示出了工业机器人的工作空间的另一个圆柱形模型的三维视图。

具体实施方式

图1以透视图示出了具有机器人臂2的工业机器人1。

在当前的实施例中，机器人臂2包括多个依次设置且通过关节连接的肢体。在这些肢体中特别涉及到静止的或可移动的机架3以及相对于机架围绕垂直伸展的轴A1(也可标记为轴1)可转动地安装的转动转盘4。在当前的实施例中，机器人臂2的其他肢体是摇臂5、悬臂6和优选为多轴的机器人手7，机器人手7具有法兰8。摇臂5围绕优选为水平的轴A2(也标记为轴2)可摆动地支承在例如位于转动转盘4上未示出的摆动轴承体的下端部上。另一方面，摇臂5的上端部围绕悬臂6的同样优选为水平的轴A3可摆动地支承。悬臂6在端侧优选利用其三个轴A4、A5、A6支承机器人手7。

为了使工业机器人1或其机器人臂2运动，机器人臂2包括以公知的方式连接控制装置9的驱动器，该驱动器特别是电驱动器。在图1中仅示出了这些驱动器的几个电机10。

在当前的实施例中，在工业机器人1的法兰8上固定有以未示出的方式连接控制装置9的夹持器10。因此在工业机器人运行时，控制装置9或在控制装置9中运行的计算机程序可以控制驱动器和夹持器10，使得法兰8并因此使夹持器10执行预先给定的运动，并利用夹持器10抓取对象11，而后借助于工业机器人1例如沿轨迹C从位置A移动到位置B，并放在第二个位置B上。

在当前的实施例中，在工业机器人1的工作领域中存在至少一个障碍物12，对象11在其通过工业机器人1运动期间应该不与障碍物12发生碰撞。还应该这样完成工业机器人1的运动，使工业机器人1的机器人臂2不与障碍物12碰撞在一起。工业机器人1的工作空间是这样一个空间，工业机器人1通过其夹持器10至少理论上可以到达该空间。

在当前的实施例中。在控制装置9上运行计算机程序，该计算机程序利用轨迹规划设定工业机器人1的运动并随后加以执行。

在当前的实施例中，设置控制装置9，用于建立工业机器人1的工作空间的三维模型13。该建模过程如下：

首先，在工业机器人1的具有坐标x、y、z(基本坐标系)的笛卡尔工作空间中，围绕工业机器人1或其基础坐标系的中心建立在图2中以截面示出的圆柱形搜索空间22，搜索空间22具有维数22或坐标

(角度)、r(半径)和h(高度)。在当前的实施例中，圆柱形坐标系的坐标h特别与轴A1相吻合，也就是围绕其可转动地安装转动转盘的轴。圆柱形坐标系或圆柱形搜索空间22的角度坐标

和半径坐标r在图2中示出。

在圆柱形搜索空间22中，通过利用圆柱形坐标系的圆柱形坐标所描述的空心圆柱形或单元格(Zellen)、扇形区域或分段20来描述障碍物12以及其他可能的障碍物。在图3中示出了近似于障碍物12的分段20的三维视图。

在当前的实施例中，工业机器人1与障碍物12以及其他可能的障碍物或对象一起被模型化为三维的CAD模型，也就是与工业机器人1相对应的所谓机器人单元以CAD模型的形式存在。因此，能够将在CAD模型中所模型化的障碍物12模型化为在圆柱形坐标系中所描述的具有分段20的搜索空间22，其中特别将分段20选择为，使其完全包围CAD模型中所模型化的障碍物12。也可以通过多个空心圆柱形或圆柱形分段20来描述障碍物12。因此在圆柱形搜索空间22中可以获得一个或多个分段20，这说明了由障碍物12所占据的空心圆柱形或圆柱形的扇形区域或单元格。搜索空间22的其余区域21没有被障碍物12占据，其包括同样为空心圆柱形或圆柱形的自由的单元格、扇形区域或分段23。图4a到图4c示出了在圆柱形搜索空间22的自由分段23中对自由区域21的可能的分解。

在图4a到图4c所示出的搜索空间20中都描述了两个分段20，这两个分段20分别对应搜索空间22的被障碍物12所占据的区域。

自由区域21在图4a中被分解为七个分段23。在图4a所示出的实施例中，对自由区域21的分解沿圆柱形坐标系的角度坐标p发生。

自由区域21在图4b中被分解为多个分段23。在图4b所示出的实施例中，对自由区域21的分解沿圆柱形坐标系的半径坐标r发生。

在图4c所示出的实施例中，自由区域21不仅沿圆柱形坐标系的角度坐标p，而且还沿圆柱形坐标系的半径坐标r被分解。

通过加入高度坐标h形成三维单元格，即分段23，它们的邻域关系(Nachbarschaftsbeziehung)可以归纳在一幅图中。在该邻域关系中还可以考虑到轴边界以及被用户先天(priori)禁止的单元格/笛卡尔空间。此外，任何信息都可以包含在里面，并在以后的规划中加以考量。

图5以透视图示出了具有被障碍物12所占据的单元格或分段23的搜索空间22的举例。

除了那些由障碍物12所占据的分段20之外，可以不考虑保留圆柱形搜索空间22的下述分段或单元格，即具有被夹持器10所抓取的对象11的工业机器人1不能到达的分段或单元格。

为了进一步完善圆柱形搜索空间22，在当前的实施例中执行以下步骤：随后，通过在控制装置9上运行的计算机程序对下述情况进行模拟：具有对象11的工业机器人1可以经过自由分段23，但机器人臂不与任一个障碍物12发生碰撞。这种模拟以具有已被占据的分段20的搜索空间22为基础。根据这种模拟获得障碍物12会与机器人臂2发生碰撞的分段24。由此产生的模型是模型13，如图6所示。

在当前的实施例中，根据模型13借助于在控制装置9上运行的计算机程序规划工业机器人1的运动。随后工业机器人1根据规划移动，使得对象11沿轨迹C从第一位置A运动到第二位置B。

在当前的实施例中，在搜索空间22或模型13内部的所谓A*-搜索的基础上对路径C进行规划，以便找到最短或最经济的单元格路径或分段路径。随后由该单元格路径或分段路径计算轨迹C，例如使用点对点计算。因此，这种基于模型13的计算可以确保对象11沿轨迹C无碰撞地运动。为了由单元格路径或分段路径计算轨迹C，还可以使用循环，以便获得例如尽可能大的循环轮廓。

因此，在当前的实施例中，单元格或分段22、23、24在搜索空间22或模型13中可以具有以下五种状态：

根据机器人臂2的实施方式，搜索空间22的单元格、扇形区域或分段不是可到达的(“无法到达”(“OUT_OF_REACH”))。

单元格被障碍物12占据(分段20)。

机器人臂2会与障碍物12碰撞在一起(分段24)。

单元格或分段可以被进一步分割。这是可选的。

单元格没有被占据或是自由的(分段23)。

因此在当前的实施例中，在碰撞测试中对对象11与障碍物12的碰撞和机器人臂2与障碍物12的碰撞之间加以区分。特别在对象11/障碍物12的碰撞测试中确定，有疑问的分段23是否能够完全容纳对象12。特别对此进行几何形状地解决，如图7所示。

当对机器人臂21/障碍物12进行碰撞测试时，还可以使用下列方法：基于采样的方法和自适应方法。

在两个用于碰撞检测的方法中，例如在目前自由的分段23中为对象11确定多个位置，并送入例如在控制装置9上运行的模拟中。

基于采样的方法如图8所示。为了进行碰撞检测，预先给定对象11在相关分段23内部的多个位置，并模拟相应的机器人臂姿势。如果在这些位置25的至少一个位置上发生机器人臂2与障碍物12的碰撞，则将相应的自由分段23标记为单元格或分段24，其中，在对象11经过时引起机器人臂2与障碍物12的碰撞。

对于基于采样的方法，特别对机器人臂姿势进行模拟，使得对象11占据模拟的位置25。例如，借助于碰撞识别库(Kollisionserkennungsbibliothek)可以将碰撞测试特别作为布尔碰撞测试来执行。如果所有模拟的位置25都是无碰撞的，则得出如下结论：整个分段23是无碰撞的。但是对此不能绝对保证，因为有可能错过例如相对较小的障碍物12。

基于采样的方法的优点在于其相对快速的实行，因为，例如没有密集计算的距离计算，而是仅仅必须在一定距离(步长)上进行碰撞测试。但是在这种情况下不能百分之百地保证无碰撞，而不管对单元格或分段23的采样多么密集。

与之相反的是，在自适应方法中使用距离信息，用以将分段23的一部分标记为保证无碰撞的。，由此一直进行，直至证明全部的分段23都是无碰撞的，或者剩余地保留一部分分段片(Segmentstück)，对这些分段片不再进行划分(实施细节)，并因此将这些分段片称为可造成碰撞的。如图9所示。

对于自适应方法，首先对机器人臂姿势进行模拟，使对象11位于点P1。然后，在搜索空间22中确定机器人几何结构和一个或多个障碍物12之间的最小距离。对象11特别是所模拟的机器人几何结构的一部分。例如可以使用碰撞计算库/距离计算库。机器人几何结构上的每个点现在可以在这个最小距离上做最大的运动，这在图9中作为用于三维应用的圆圈或球K被概要示出。分段23的封闭面23a是无碰撞的。对分段23的进一步细分产生子分段(Untersegmente)23b、23c和23d，现在以同样的方式对这些子分段进行进一步研究(具有断裂条件(Abbruchbedingung)的重复过程)。

在建立完整的单元格结构或分段结构之后，即模型13位于如图6所示的圆柱形坐标中，并在必要时将邻域关系列入单元格图形/分段图形中，即可在此基础上应用图形算法，例如通过图形确定特别是成本最佳的路径的A*算法，在此已将成本分配到图形边缘。对于沿着边缘的成本，可以定义例如任意的启发式函数，另外，可以沿圆柱形坐标(r，h，

)实现作为成本函数的笛卡尔距离以及用于计量点对点运动的曼哈顿距离。

A*搜索的结果就是自由分段23通过分段结构的顺序(Sequenz)，工业机器人1可以根据该分段结构移动对象11。这个顺序称为单元格路径或分段路径，并用于获得轨迹C。

在当前的实施例中，在接下来的计算步骤中由所发现的单元格路径或分段路径为工业机器人1构成点对点路径。该点对点路径就是轨迹C，对象11应该在轨迹C上运动。因此，在当前的实施例中将确保对象11在其沿轨迹C运动期间没有放弃自由的分段23，以防止与障碍物12相撞。

为了计算轨迹C，还可以使点对点路径在后处理步骤中变得平滑，其中，例如跳过没有必要经过的单元格、扇形区域或分段，并将其从路径中删除。

例如，如果沿

方向经过两个相邻的分段23，那么这与围绕轴A1的点对点运动相符；在沿r方向和/或h方向的方法中则相应地是通过轴A2和A3的点对点运动。因此，在当前的实施例中，机器人手7的轴A4-A6这样运行，使用于对象11的首选方向被准确地保持，即对象11在沿轨迹C运动期间只改变其位置，但不会改变其方向。

例如，如果将曼哈顿距离作为成本函数使用，可能没有足够的点来计算每个轨迹C，从而在这种情况下可能附加地通过计算例如最大循环距离，以便关于周期时间做进一步的改善。

还可以使所确定的用于轨迹C的点对点路径循环。由此可以增加周期时间并因此更快地穿过轨迹C。但是，在这种情况下应该采取措施使轨迹C保持为无碰撞的，即无论是对象11还是机器人臂2与障碍物12碰撞在一起。

还可以推迟比较耗时的碰撞测试，直到它是绝对必要的。在当前的实施例中，这是指对机器人臂2的碰撞测试，即确定扇形区域24。对分段24的确定也可以首先进行，即使待测试的且目前自由的分段23应该出现在分段路径中并可能被经过，其中，当对象穿过分段24时机器人臂2与障碍物12会发生碰撞。这些都被一起归纳到图10中。

因此在这种变形中，没有在预处理步骤中计算搜索空间20的完整的单元格分解或分段分解，而是首先利用与分段23的无碰撞性相关的信息在分段路径中逐步更新。

在当前的实施例中，对象11的方向在其沿轨迹C运动期间保持不变。此外，根据对象11的实际方向确定被占据的分段20、24。

在本发明的一种实施方式中还可以设置为，使工业机器人1在对象沿轨迹C运动期间改变对象的方向。在这种情况下，对于两个方向或者当设置超过两个方向时，对于对象11的每个方向都确定对应于每个方向的搜索空间20，并随后确定相应的分段24，分段24对应于机器人臂2/障碍物12的碰撞。

在如图1所示的实施例中，调整对象11，使其在水平方向的偏转大于垂直方向。与对象11的这个方向相对应的模型13在图6中示出。

如果现在对象11在其沿轨迹C运动期间转动例如90°，则控制装置9可以例如确定下一个模型13′，模型13′根据模型13生成，但也反映了对象11的变化的方向。然后获得搜索空间22的另一种分段划分并与模型13′相符，如图11所示。

在另一个方向上对对象11的方向重新定向可以在足够大且自由的分段23中进行。为此，例如在两个分段分解中，这些分段23通过边缘在搜索图中彼此连接。

也可以考虑借助于中间位置逐级地重新定向，例如，对从位于第一地点A的起点到达位于第二地点B的终点的对象11直接重新定向是不可能的。为此可能需要计算多个单元格结构，即对每个对象坐标轴的每一级都进行正确地分解。

利用对象11的对称性也许能够省去分解。

特别将对象11设置为，在其沿轨迹C运动期间在自由分段23中对其重新定向，分段23可容纳一个球体，其尺寸，即半径选择如此之大，以致于分段23完全包围对象11。而后在这个分段中能够实现对对象11的任意重新定向，并因此可以在规划期间在每次分解时跃升。

Claims (10)

1.一种用于工业机器人(1)的无碰撞轨迹规划的方法，所述工业机器人(1)具有控制装置(9)和能够借助该控制装置(9)运动的机器人臂(2)，对象(11)固定在所述机器人臂(2)上，在所述工业机器人(1)的工作空间中至少有一个障碍物(12)，该方法具有以下步骤：

基于具有模型化的障碍物(12a)的所述工作空间的三维CAD模型，在所述工业机器人(1)的工作空间的圆柱形坐标(r，h，

)中建立三维模型(13，13′)，其中，在所述三维模型(13，13′)中通过至少一个空心圆柱形的第一分段(20)对所述模型化的障碍物(12a)进行模型化，

将所述三维模型(13，13′)中没有被该第一分段(20)占据的区域(21)分解为多个空心圆柱形和/或圆柱形的第二分段(23)，以及

确定轨迹(C)，所述工业机器人(1)应该在该轨迹(C)上将所述对象(11)从起点(A)运动到终点(B)，使得所述对象(11)仅在所述第二分段(23)内运动。

2.如权利要求1所述的方法，包括步骤将与所述模型(13，13′)的圆柱形坐标(r，h，

)相对应的圆柱形坐标系的原点设置在所述工业机器人(1)的中心。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述机器人臂(2)具有机架(3)、相对于该机架(3)围绕垂直延伸的轴(Al)可转动地支承的转动盘(4)、摇臂(5)、悬臂(6)以及具有法兰(8)的特别是多轴的机器人手(7)，所述对象(11)至少间接地固定在所述法兰(8)上，该方法具有如下步骤：将与所述模型(13，13′)的圆柱形坐标(r，h，

)相对应的圆柱形坐标系的高度轴设置在所述机器人臂(2)的轴(Al)中。

4.如权利要求1到3中任一项所述的方法，还具有以下步骤：

在所述三维模型(13，13′)中针对与所述第二分段(23)相对应的所述对象(11)的位置对所述机器人臂(2)的姿势进行模拟，

在所述三维模型(13，13′)中确定存在所述机器人臂(2)与所述障碍物(12)的碰撞的第二分段(23)，并且

将该第二分段(23)归类为已对其确定出所述机器人臂(2)与所述障碍物(12)的碰撞的第三分段(24)。

5.如权利要求1到4中任一项所述的方法，包括步骤确定与所述轨迹(C)相对应的相邻的第二分段(23)的分段路径，并在该分段路径的基础上计算所述轨迹(C)。

6.如权利要求1到5中任一项所述的方法，其中，所述对象(11)以不变的方向沿所述轨迹(C)运动，并且所述模型(13)与该方向相对应。

7.如权利要求1到5中任一项所述的方法，其中，所述对象(11)首先以第一方向、然后再以与该第一方向不同的第二方向沿所述轨迹(C)运动。

8.如权利要求7所述的方法，包括步骤建立两个三维模型(13，13′)，其中第一模型(13)对应于所述第一方向，第二模型(13′)对应于所述第二方向。

9.如权利要求8所述的方法，包括步骤：在所述工作空间中的一区域内使所述对象(11)从所述第一方向转动到所述第二方向，该区域对应于一个第二分段(23)或多个相关联的第二分段(23)，该区域足够大，使得所述对象(11)在该第二分段(23)或多个第二分段(23)内从所述第一方向转动到所述第二方向时不会离开相关的第二分段(23)或多个第二分段(23)。

10.一种工业机器人，其具有控制装置(9)和可以借助该控制装置(9)运动的机器人臂(2)，对象(11)固定在所述机器人臂(2)上，并且在所述工业机器人的工作空间中设置有至少一个障碍物(12)，其中，所述控制装置(9)设置为，使所述机器人臂(2)运动，从而使所述对象(11)沿轨迹(C)从起点(A)运动到终点(B)，以及，所述控制装置(9)设置成，根据如权利要求1到9中任一项所述的方法来确定所述轨迹(C)。

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