EP3959046A1 - Verfahren und system zum betreiben eines roboters - Google Patents

Verfahren und system zum betreiben eines roboters

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EP3959046A1
EP3959046A1 EP20715023.6A EP20715023A EP3959046A1 EP 3959046 A1 EP3959046 A1 EP 3959046A1 EP 20715023 A EP20715023 A EP 20715023A EP 3959046 A1 EP3959046 A1 EP 3959046A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
robot
minimum distance
obstacle
maximum speed
minimum
Prior art date
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Pending
Application number
EP20715023.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus WUENSCH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KUKA Deutschland GmbH
Original Assignee
KUKA Deutschland 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 Deutschland GmbH filed Critical KUKA Deutschland GmbH
Publication of EP3959046A1 publication Critical patent/EP3959046A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40544—Detect proximity of object

Definitions

  • the present invention relates to a method and a system for operating at least one robot and a computer program product for carrying out the method.
  • the object of the present invention is to improve the operation of robots.
  • Claims 9, 10 provide a system or computer program product
  • a method for operating one or more robots has the following steps:
  • the operation of the robot or robots can be improved, in particular through a dynamic reduction in the
  • the minimum distance from that of several, in particular unforeseen, obstacles whose (minimum) distance from the (respective) robot is the smallest (“robot closest obstacle”) is determined as the minimum distance.
  • the minimum distances to several obstacles are determined for this purpose and from this the smallest of these (each minimum for this obstacle) distances are selected as the minimum distance between the robot and the (next to the robot) obstacle.
  • one or more previously known, in particular temporarily are excluded or masked in one embodiment when or to determine the minimum distance.
  • another mobile robot, an autonomous transport vehicle or the like can register and then excluded as a previously known, temporary obstacle when determining the minimum distance.
  • the method has the step:
  • operation of the robot or robots can be further improved, in particular by a differentiated (re) reduction in the
  • Maximum speed a (even) higher process speed can be achieved and / or human-robot cooperation can be (further) improved.
  • the maximum speed is reduced to zero or the (respective) robot is stopped when the second, third or, in particular, fourth limit value is undershot.
  • the maximum speed is reduced in one embodiment when falling below the second, in particular third or fourth limit value, to a human-robot cooperation speed, which is specified for human-robot cooperation, in one embodiment (only) if the robot is set up to stop when it comes into contact with an obstacle.
  • the first, second, third and / or fourth minimum distance is greater than zero.
  • the maximum speed is reduced (successively) as soon as the obstacle and the robot approach or before contact between the obstacle and the robot.
  • collisions between robots and people can be avoided or their consequences can be reduced and / or a higher process speed can be achieved and / or human-robot cooperation can be (further) improved.
  • the or one or more of the robots has / have in one embodiment (each) a stationary or environmentally fixed or mobile, in particular mobile, base and / or at least one, in particular arranged on, robot arm with at least three, in particular at least six, in one Execution at least seven, joints and joint actuators or drives.
  • the present invention can be used with particular advantage in such robots.
  • the minimum distance is a Cartesian distance, in one embodiment a length of a spatial or three-dimensional connecting line or a two-dimensional projection thereof, in particular onto a horizontal plane.
  • the maximum speed is a permissible or (maximum) permissible speed or a speed limit of the (respective) robot, in particular a robot-fixed reference, in an embodiment of an end effector of the robot arm, a mobile base or the like.
  • a pose of the obstacle is determined, in one embodiment relative to an environmentally fixed reference, in particular (in) one
  • a pose of the obstacle comprises a one, two or three-dimensional position and / or a one, two or three-dimensional orientation of the obstacle.
  • Robot determined in one embodiment relative to an environmentally fixed reference, in particular (in) an environmentally fixed reference system, in one embodiment relative to the same reference or the same reference system as the pose of the obstacle.
  • a pose of the robot includes one
  • the minimum distance is determined (in each case) on the basis of this pose of the obstacle and / or on the basis of this pose of the robot.
  • the distance can be determined particularly advantageously in one embodiment, in particular simply (more) and / or reliably (more).
  • the determined pose of the robot corresponds to the position and / or orientation of several robot-fixed references, in particular limbs or
  • Link points of the robot are determined in one embodiment as the minimum distance of the robot to the obstacle, the smallest of the minimum distances between these robot-fixed references and the obstacle.
  • the minimum distances between the obstacle and the various robot-fixed references are first determined and, among these, the smallest is selected as the minimum distance between the robot and the obstacle. This is based on the idea that the robot-fixed reference closest to the obstacle has the greatest collision probability, which can thus be reduced.
  • the minimum distances between the obstacle and reference are determined for several obstacles and several robot-fixed references, and from this the smallest distance is selected or determined as the minimum distance between the robot and an obstacle closest to the robot.
  • the pose, in particular the position (s) and / or orientation (s) of one or more robot-fixed references, in particular limbs, of the robot is determined on the basis of a detected joint position of the robot, in one embodiment by means of a forward transformation based on a kinematic Model of the robot.
  • the pose of the robot in a further development is based on a, in particular, recorded or actual or predetermined or planned, end effector and / or a, in particular, recorded or actual or predetermined or planned, robot-guided payload, in particular a predetermined dimension of the end effector or the payload.
  • the distance can in each case, in particular in combination, be determined particularly advantageously, in particular simply (more) and / or reliably (more).
  • Obstacle and / or the robot with the help of one or more sensors, in one embodiment of one or more environmentally fixed sensors and / or one or more robot-fixed sensors, in particular with the help of image processing, laser light, ultrasound, radar radiation, a light grid, a projection and / or capacitive , determined.
  • the determination in a reference system in particular a common reference system, can be improved by means of environmentally stable sensors
  • Image processing in particular the detection of obstacles, through laser light in particular the precision, through a light grid and a projection in particular the Security.
  • ultrasound and radar radiation can reduce disruption to robot operation.
  • the minimum distance is determined with the aid of, in particular in or through, at least one robot-external data processing device, in particular in a central data processing device for two or more robots, in one embodiment in a (security) cloud.
  • the invention is advantageously used for several robots at the same time and / or can be easily adapted to or used for individual robots.
  • the minimum distance in an embodiment can also be in a
  • the robot controller is determined and its modules are thereby advantageously used, for example for forward transformation or the like.
  • the minimum distance is determined to be a minimum distance from a spatial area (from) a group which, in one embodiment, has a plurality of predetermined discrete, in particular two- or three-dimensional, spatial areas that are environmentally stable.
  • the minimum distance is a minimum distance between a first spatial area (from) of a group, which has several, in particular environmental, predetermined, discrete, in particular two- or three-dimensional, spatial areas, and a second
  • Spatial area (from) this or another group, which has several, in particular environment-proof, predetermined discrete, in particular two- or three-dimensional, spatial areas, determined.
  • two-dimensional areas in particular floor areas, are generally referred to as (two-dimensional) spatial areas.
  • a room area extends over the entire height of a detection or
  • one, in particular two- or three-dimensional, monitoring area for obstacles and / or one, in particular two- or three-dimensional, monitoring area for the robot is (in each case) discretized into several predetermined spatial areas and then as the minimum distance in each case Minimum distance to the spatial area (closest to the robot) that is (still) injured by the respective obstacle or in which the respective Obstacle at least partially stops, or the spatial area (closest to the obstacle) which is (still) injured by the robot or in which the robot is at least partially, is determined.
  • the distance can in each case, in particular in combination, be determined particularly advantageously, in particular simply (more) and / or reliably (more).
  • the maximum speed is between at least two minimum distances, in particular between the first and second
  • the maximum speed is continuously reduced between at least two minimum distances, in particular between the first and second minimum distances, between the second and third minimum distances and / or between the third and fourth minimum distances.
  • a simple (more) and / or reliable (more) monitoring can advantageously be implemented and / or carried out by means of a continuous reduction, at least in sections, in particular a differentiated (more) or more sensitive Monitoring.
  • the maximum speed is based on a
  • the maximum speed is reduced if (it is detected that) the minimum distance is equal to the second minimum distance and the obstacle and robot are moving away from each other, and on the other hand it is reduced more if (it is detected that) the minimum distance is equal to the second minimum distance and
  • the maximum speed is reduced in one embodiment on the basis of a planned movement of the robot.
  • the maximum speed is reduced if (it is detected that) the minimum distance is equal to the second minimum distance and, based on the planned robot path, it is forecast that this minimum distance will (again) increase, and, in contrast, it is reduced more if (it is detected that) the minimum distance is equal to the second minimum distance and based on the planned robot path
  • the maximum speed is reduced in one embodiment depending on the robot's reach.
  • the maximum speed is reduced if (it is detected that) the minimum distance is equal to the second minimum distance and the robot has a first projection, and, in contrast, it is reduced more if (it is detected that) the minimum distance is equal to the second minimum distance and the robot has a larger second projection.
  • the maximum speed is reduced in one version depending on a robot-guided payload.
  • the maximum speed is reduced if (it is detected that) the minimum distance is equal to the second minimum distance and the robot is carrying a first payload, and on the other hand it is reduced more if (it is detected that) the minimum distance is equal to the second minimum distance and the robot carries a larger second payload.
  • the maximum speed is reduced in one embodiment depending on the current speed of the robot.
  • the maximum speed is reduced by a first amount if (it is detected that) the minimum distance is equal to the second minimum distance and the robot has a first current speed, and reduced by a larger second amount if (it is detected that ) the minimum distance is equal to the second minimum distance and the robot has a larger second current
  • Maximum speed parameterized by a user in particular directly or indirectly, for example by a table, function or the like, the first, second, third and / or fourth minimum distance and / or the, in particular associated, reduction of the maximum speed, in particular its amount.
  • the reduction of the maximum speed is parameterized in such a way that the maximum speed is reduced for a minimum distance equal to the second minimum distance if the signal transmission, the robot and / or the sensor (each) have a first configuration, and the same for a minimum distance
  • the second minimum distance is reduced more if the signal transmission, the robot or the sensor has a different second configuration, in particular the signal transmission has longer communication times, the sensor has longer response times or a coarser detection or the like.
  • a system in particular in terms of hardware and / or software, in particular in terms of programming, is set up to carry out a method described here and / or has:
  • obstacle in particular next to the robot, obstacle, in particular with the exclusion of at least one previously known, in particular temporary, obstacle;
  • the system or its means has:
  • At least one robot-external data processing device for determining the minimum distance
  • a means within the meaning of the present invention can be designed in terms of hardware and / or software, in particular a processing, in particular microprocessor unit (CPU), graphics card (GPU), preferably a data or signal connected to a memory and / or bus system, in particular a digital processing unit ) or the like, and / or one or more programs or program modules.
  • the processing unit can be designed to receive commands that are implemented as one in one
  • a storage system can have one or more,
  • a computer program product can have, in particular, a non-volatile storage medium for storing a program or with a program stored thereon, execution of this program causing a system or a controller, in particular a computer, to use a program here to carry out the described method or one or more of its steps.
  • one or more, in particular all, steps of the method are carried out completely or partially automatically, in particular by the system or its means.
  • the system has the robot or robots.
  • FIG. 1 shows two robots and a system for operating the robots according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 shows an example of a stationary robot 2 and a mobile robot 30 with a robot arm 32 with an end effector in the form of a gripper 33 with a payload 34 and a system for operating these robots according to an embodiment of the present invention.
  • the system has a sensor 1 fixed to the environment, for example a camera with image processing, and sensors 31 fixed to the robot 30, for example laser scanners, arranged on the mobile robot 30.
  • a common monitoring space of the sensors 1, 31 is divided into predetermined space areas that are stable to the environment, as indicated by dashed lines in FIG. 1.
  • a data processing device 5 external to the robot receives joint positions of the robots 2, 30 and signals from the sensors 1, 31.
  • the data processing device 5 determines in a step S10 (cf. FIG. 2) a current pose of this robot relative to an environmentally fixed reference system, which is indicated in FIG. 1 by (x, y, z). Analogously, the data processing device 5 determines a current pose of the robot 30 from the joint position of the robot 30, in particular an odometrically detected pose of its mobile base.
  • the data processing device 5 can also determine the current pose of the robot 1 and / or 30 on the basis of the sensor 1 in step S10, which can be particularly advantageous in the case of the mobile robot.
  • the data processing device 5 determines from these detected poses in each case those of the monitoring space spatial areas which are injured by the respective robot, ie in which the respective robot is at least partially located. These monitoring space space areas are indicated by hatching in FIG. 1 (different for both robots 1, 30). On the basis of the sensor signals from the sensors 1, 31 determines the
  • Data processing device 5 in step S20 also a pose of unforeseen obstacles and those of the monitoring room space areas which are violated by the respective obstacle, i.e. in which the respective obstacle is at least partially.
  • a person 4 is exemplified in FIG. 1 and the monitoring room area F 6, I is indicated by him (as) injured (determined) by cross hatching.
  • a step S30 the data processing device 5 determines for each of the robots 2, 30 the minimum distances between all of them by a
  • Unforeseen obstacle injured surveillance room areas in the exemplary embodiment the single surveillance room area F 6, I) and the surveillance room areas injured by the robot, of which in FIG. 1 the room areas F 4 , 2 , F 5 3 and F 8 3 are indicated by indices (the indices identify the row and column of the corresponding
  • step S30 for each of the robots 2, 30 in each case the smallest of these minimum distances, i.e. the smallest minimum distance between one injured by the robot
  • Monitoring room spatial areas is the distance 6, i a 5.3 , since none of the other spatial areas currently injured by the robot 2 has an even smaller distance to the spatial area violated by the obstacle 4, and that the minimum distance between the obstacle 4 and the robot 30 or the monitored area spatial areas injured by these and closest to one another is the distance 6, i a 4.2 .
  • the data processing device 5 determines for each of the robots 2, 30 an amount by which the for this robot when free
  • Maximum speed is reduced if the minimum distance to the obstacle 4 falls below a first minimum distance Ai, is reduced more if the minimum distance (also) falls below a second minimum distance A 2 , which is smaller than the first minimum distance, is reduced even more if the minimum distance (also) falls below a third minimum distance A 3 , which is smaller than the second minimum distance, and is reduced even more if the minimum distance (even) falls below a fourth minimum distance A 4 , which is smaller than the third minimum distance.
  • Monitoring room areas also directly determine the minimum distance between the monitoring room area that is violated by an obstacle (closest to the robot) and one or more robot-fixed references, in particular its elbow, end flange and / or tool.
  • the maximum speed can also be continuously reduced, at least in sections, with a decreasing distance.
  • FIG. 3 shows such a reduction in the

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Abstract

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben wenigstens eines Roboters (2, 30), umfasst die Schritte: - Ermitteln (S10-S30) eines minimalen Abstandes des Roboters zu einem, insbesondere roboternächsten, Hindernis (4), insbesondere unter Ausschluss wenigstens eines vorbekannten, insbesondere temporären, Hindernisses; - Reduzieren (S40, S50) einer Maximalgeschwindigkeit des Roboters, falls dieser minimale Abstand einen ersten Mindestabstand unterschreitet; und - stärkeres Reduzieren (S40, S50) dieser Maximalgeschwindigkeit des Roboters, falls der minimale Abstand einen zweiten Mindestabstand unterschreitet, der kleiner als der erste Mindestabstand ist.

Description

Beschreibung
Verfahren und System zum Betreiben eines Roboters
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Betreiben wenigstens eines Roboters sowie ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens.
Aus betriebsinterner Praxis ist es bekannt, Schutzräume von Robotern zu
überwachen und den Roboter stillzusetzen, wenn ein Objekt unvorhergesehen in den überwachten Schutzraum eintritt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Betrieb von Robotern zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ansprüche 9, 10 stellen ein System bzw. Computerprogrammprodukt zur
Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens unter Schutz. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum Betreiben eines oder mehrerer Roboter die Schritte auf:
- (jeweils) Ermitteln eines minimalen Abstandes des (jeweiligen) Roboters zu einem, insbesondere unvorhergesehenen, Hindernis;
- Reduzieren einer Maximalgeschwindigkeit des (jeweiligen) Roboters, falls dieser minimale Abstand einen ersten Mindestabstand unterschreitet; und
- stärkeres Reduzieren dieser Maximalgeschwindigkeit des (jeweiligen) Roboters, falls der minimale Abstand einen zweiten Mindestabstand unterschreitet, der kleiner als der erste Mindestabstand ist.
Hierdurch kann in einer Ausführung, insbesondere im Unterschied zu einem bloßen Stillsetzen bei Verletzung eines Schutzraumes, ein Betrieb des bzw. der Roboter verbessert, insbesondere durch eine dynamische Reduzierung der
Maximalgeschwindigkeit eine höhere Prozessgeschwindigkeit erreicht und/oder eine Mensch-Roboter-Kooperation verbessert werden. In einer Ausführung wird als minimaler Abstand der minimale Abstand zu demjenigen von mehreren, insbesondere unvorhergesehenen, Hindernissen ermittelt, dessen (minimaler) Abstand zu dem (jeweiligen) Roboter am geringsten ist („roboternächstes Hindernis“). In einer Ausführung werden hierzu die minimalen Abstände zu mehreren Hindernissen ermittelt und hieraus der kleinste dieser (jeweils für dieses Hindernis minimalen) Abstände als minimaler Abstand des Roboters zu dem (roboternächsten) Hindernis ausgewählt.
Dem liegt die Idee zugrunde, dass jeweils das roboternächste Hindernis die größte Kollisionswahrscheinlichkeit aufweist, die somit in einer Ausführung besonders vorteilhaft reduziert werden kann.
Zusätzlich oder alternativ werden in einer Ausführung beim bzw. zum Ermitteln des minimalen Abstandes ein oder mehrere vorbekannte, insbesondere temporär( im Erfassungsbereich vorhandene, Hindernisse ausgeschlossen bzw. -blendet. So kann sich beispielsweise ein anderer mobiler Roboter, ein autonomes Transportfahrzeug oder dergleichen, anmelden und dann als vorbekanntes, temporäres Hindernis beim Ermitteln des minimalen Abstandes ausgeschlossen werden.
Hierdurch können in einer Ausführung unvorhergesehene Hindernisse, insbesondere Personen, vorteilhaft(er) geschützt werden.
In einer Ausführung weist das Verfahren den Schritt auf:
- noch stärkeres Reduzieren der Maximalgeschwindigkeit des (jeweiligen) Roboters, falls der minimale Abstand einen dritten Mindestabstand unterschreitet, der kleiner als der zweite Mindestabstand ist,
in einer Weiterbildung dieser Ausführung den weiteren Schritt:
- noch stärkeres Reduzieren der Maximalgeschwindigkeit des (jeweiligen) Roboters, falls der minimale Abstand einen vorgegebenen vierten Mindestabstand
unterschreitet, der kleiner als der dritte Mindestabstand ist.
Hierdurch kann in einer Ausführung ein Betrieb des bzw. der Roboter weiter verbessert, insbesondere durch eine differenzierte(re) Reduzierung der
Maximalgeschwindigkeit eine (noch) höhere Prozessgeschwindigkeit erreicht und/oder eine Mensch-Roboter-Kooperation (weiter) verbessert werden. In einer Ausführung wird die Maximalgeschwindigkeit bei Unterschreiten des zweiten, dritten oder insbesondere vierten Grenzwertes auf Null reduziert bzw. der (jeweilige) Roboter gestoppt.
Zusätzlich oder alternativ wird die Maximalgeschwindigkeit in einer Ausführung bei Unterschreiten des zweiten, insbesondere dritten oder vierten Grenzwertes auf eine Mensch-Roboter-Kooperations-Geschwindigkeit reduziert, die für eine Mensch- Roboter-Kooperation vorgegeben ist, in einer Ausführung (nur) sofern der Roboter dazu eingerichtet ist, bei einem Kontakt mit einem Hindernis zu stoppen.
In einer Ausführung ist der erste, zweite, dritte und/oder vierte Mindestabstand größer als Null. Mit anderen Worten wird die Maximalgeschwindigkeit in einer Ausführung bereits bei Annäherung zwischen Hindernis und Roboter bzw. vor einem Kontakt zwischen Hindernis und Roboter (sukzessive) reduziert.
Hierdurch können in einer Ausführung Kollisionen zwischen Roboter und Menschen vermieden oder deren Folgen reduziert und/oder eine höhere Prozessgeschwindigkeit erreicht und/oder eine Mensch-Roboter-Kooperation (weiter) verbessert werden.
Der bzw. einer oder mehrere der Roboter weist/weisen in einer Ausführung (jeweils) eine stationäre bzw. umgebungsfeste oder mobile, insbesondere fahrbare, Basis und/oder wenigstens einen, insbesondere daran angeordneten, Roboterarm mit wenigstens drei, insbesondere wenigstens sechs, in einer Ausführung wenigstens sieben, Gelenken und Gelenkaktuatoren bzw. -antrieben auf.
Insbesondere aufgrund ihrer Komplexität bzw. Variabilität kann die vorliegende Erfindung bei solchen Robotern mit besonderem Vorteil verwendet werden.
Der minimale Abstand ist in einer Ausführung ein kartesischer Abstand, in einer Ausführung eine Länge einer räumlichen bzw. dreidimensionalen Verbindungslinie oder eine zweidimensionale Projektion hiervon, insbesondere auf eine horizontale Ebene.
Die Maximalgeschwindigkeit ist in einer Ausführung eine zulässige bzw. als (maximal) zulässig vorgegebene Geschwindigkeit bzw. eine Geschwindigkeitsbegrenzung des (jeweiligen) Roboters, insbesondere einer roboterfesten Referenz, in einer Ausführung eines Endeffektors des Roboterarms, einer mobilen Basis oder dergleichen.
In einer Ausführung wird eine Pose des Hindernisses ermittelt, in einer Ausführung relativ zu einer umgebungsfesten Referenz, insbesondere (in) einem
umgebungsfesten Referenzsystem. Eine Pose des Hindernisses umfasst in einer Ausführung eine ein-, zwei- oder dreidimensionale Position und/oder eine ein-, zwei- oder dreidimensionale Orientierung des Hindernisses.
Zusätzlich oder alternativ wird in einer Ausführung eine Pose des (jeweiligen)
Roboters ermittelt, in einer Ausführung relativ zu einer umgebungsfesten Referenz, insbesondere (in) einem umgebungsfesten Referenzsystem, in einer Ausführung relativ zu derselben Referenz bzw. demselben Referenzsystem wie die Pose des Hindernisses. Eine Pose des Roboters umfasst in einer Ausführung eine
(Gelenk)Stellung des Roboters und/oder eine ein-, zwei- oder dreidimensionale Position und/oder eine ein-, zwei- oder dreidimensionale Orientierung einer oder mehrerer roboterfesten Referenzen, insbesondere Glieder, insbesondere eines Ellbogens, eines Endeffektors und/oder einer Nutzlast, des Roboters.
In einer Ausführung wird der minimale Abstand (jeweils) auf Basis dieser Pose des Hindernisses und/oder auf Basis dieser Pose des Roboters ermittelt. Durch eine Ermittlung des Abstandes in einem gemeinsamen Referenzsystem kann der Abstand in einer Ausführung besonders vorteilhaft, insbesondere einfach(er) und/oder zuverlässig(er), ermittelt werden.
Wenn in einer Ausführung die ermittelte Pose des Roboters die Position und/oder Orientierung mehrerer roboterfester Referenzen, insbesondere Glieder bzw.
Gliedpunkte, des Roboters umfasst, wird in einer Ausführung als der minimale Abstand des Roboters zu dem Hindernis der kleinste der minimalen Abstände zwischen diesen roboterfesten Referenzen und dem Hindernis ermittelt. In einer Ausführung werden hierzu zunächst die minimalen Abstände zwischen dem Hindernis und den verschiedenen roboterfesten Referenzen ermittelt und unter diesen der kleinste als der minimale Abstand des Roboters zu dem Hindernis ausgewählt. Dem liegt die Idee zugrunde, dass jeweils die hindernisnächste roboterfeste Referenz die größte Kollisionswahrscheinlichkeit aufweist, die somit reduziert werden kann.
Somit werden in einer Ausführung für mehrere Hindernisse und mehrere roboterfeste Referenzen jeweils die minimalen Abstände zwischen Hindernis und Referenz ermittelt und hieraus der kleinste Abstand als der minimale Abstand des Roboters zu einem roboternächsten Hindernis ausgewählt bzw. ermittelt.
In einer Weiterbildung wird die Pose, insbesondere also die Position(en) und/oder Orientierung(en) einer oder mehrerer roboterfesten Referenzen, insbesondere Glieder, des Roboters auf Basis einer erfassten Gelenkstellung des Roboters ermittelt, in einer Ausführung mittels Vorwärtstransformation auf Basis eines kinematischen Modells des Roboters.
Zusätzlich oder alternativ wird die Pose des Roboters in einer Weiterbildung auf Basis eines, insbesondere erfassten bzw. tatsächlichen oder vorgegebenen bzw. geplanten, Endeffektors und/oder einer, insbesondere erfassten bzw. tatsächlichen oder vorgegebenen bzw. geplanten, robotergeführten Nutzlast, insbesondere einer vorgegebenen Abmessung des Endeffektors bzw. der Nutzlast, ermittelt.
Hierdurch kann in einer Ausführung der Abstand jeweils, insbesondere in Kombination, besonders vorteilhaft, insbesondere einfach(er) und/oder zuverlässig(er), ermittelt werden.
In einer Ausführung wird der minimale Abstand, insbesondere die Pose des
Hindernisses und/oder des Roboters, mithilfe eines oder mehrerer Sensoren, in einer Ausführung eines oder mehrerer umgebungsfester Sensoren und/oder eines oder mehrerer roboterfester Sensoren, insbesondere mithilfe einer Bildverarbeitung, Laserlicht, Ultraschall, Radarstrahlung, eines Lichtgitters, einer Projektion und/oder kapazitiv, ermittelt.
Durch umgebungsfeste Sensoren kann in einer Ausführung die Ermittlung in einem, insbesondere gemeinsamen, Referenzsystem verbessert werden, durch eine
Bildverarbeitung insbesondere die Erfassung von Hindernissen, durch Laserlicht insbesondere die Präzision, durch ein Lichtgitter und eine Projektion insbesondere die Sicherheit. Durch Ultraschall und Radarstrahlung kann in einer Ausführung eine Störung des Roboterbetriebs reduziert werden.
In einer Ausführung wird der minimale Abstand mithilfe, insbesondere in bzw. durch, wenigstens eine(r) roboterexterne(n) Datenverarbeitungseinrichtung ermittelt, insbesondere in einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung für zwei oder mehr Roboter, in einer Ausführung in einer (Sicherheits)Cloud. Hierdurch kann die
Erfindung in einer Ausführung vorteilhaft für mehrere Roboter gleichzeitig verwendet und/oder einfach an individuelle Roboter angepasst bzw. für diese verwendet werden.
Gleichermaßen kann der minimale Abstand in einer Ausführung auch in einer
Robotersteuerung ermittelt und dadurch vorteilhaft deren Module, beispielsweise zur Vorwärtstransformation oder dergleichen, genutzt werden.
In einer Ausführung wird als minimaler Abstand ein minimaler Abstand zu einem Raumbereich (aus) einer Gruppe ermittelt, die mehrere, in einer Ausführung umgebungsfest, vorgegebene diskrete, insbesondere zwei- oder dreidimensionale, Raumbereiche aufweist. In einer Weiterbildung wird als minimaler Abstand ein minimaler Abstand zwischen einem ersten Raumbereich (aus) einer Gruppe, die mehrere, insbesondere umgebungsfest, vorgegebene diskrete, insbesondere zwei- oder dreidimensionale, Raumbereiche aufweist, und einem zweiten
Raumbereich (aus) dieser oder einer anderen Gruppe, die mehrere, insbesondere umgebungsfest, vorgegebene diskrete, insbesondere zwei- oder dreidimensionale, Raumbereiche aufweist, ermittelt. Zur kompakteren Darstellung werden vorliegend somit auch zweidimensionale Flächen, insbesondere Bodenflächen, verallgemeinernd als (zweidimensionale) Raumbereiche bezeichnet. Ein Raumbereich erstreckt sich in einer Ausführung über die gesamte Höhe eines Erfassungs- bzw.
Überwachungsbereichs.
Somit ist, insbesondere wird, in einer Ausführung ein, insbesondere zwei- oder dreidimensionaler, Überwachungsbereich für Hindernisse und/oder ein, insbesondere zwei- oder dreidimensionaler, Überwachungsbereich für den Roboter (jeweils) in mehrere vorgegebene Raumbereiche diskretisiert und dann als minimaler Abstand jeweils der minimale Abstand zu dem (dem Roboter nächstgelegenen) Raumbereich, der durch das jeweilige Hindernis (noch) verletzt ist bzw. in dem sich das jeweilige Hindernis wenigstens teilweise aufhält, bzw. zu dem (dem Hindernis nächstgelegenen) Raumbereich, der durch den Roboter jeweils (noch) verletzt ist bzw. in dem sich der Roboter wenigstens teilweise aufhält, ermittelt.
Hierdurch kann in einer Ausführung der Abstand jeweils, insbesondere in Kombination, besonders vorteilhaft, insbesondere einfach(er) und/oder zuverlässig(er), ermittelt werden.
In einer Ausführung wird die Maximalgeschwindigkeit zwischen wenigstens zwei minimalen Abständen, insbesondere zwischen dem ersten und zweiten
Mindestabstand, zwischen dem zweiten und dritten Mindestabstand und/oder zwischen dem dritten und vierten Mindestabstand, (jeweils) stufenweise reduziert.
Zusätzlich oder alternativ wird die Maximalgeschwindigkeit in einer Ausführung zwischen wenigstens zwei minimalen Abständen, insbesondere zwischen dem ersten und zweiten Mindestabstand, zwischen dem zweiten und dritten Mindestabstand und/oder zwischen dem dritten und vierten Mindestabstand, (jeweils) kontinuierlich reduziert.
Durch eine, wenigstens abschnittsweise, stufenartige Reduzierung kann in einer Ausführung vorteilhaft eine einfache(re) und/oder zuverlässige(re) Überwachung implementiert und/oder durchgeführt werden, durch eine, wenigstens abschnittsweise, kontinuierliche Reduzierung insbesondere eine differenzierte(re) bzw. sensiblere Überwachung.
In einer Ausführung wird die Maximalgeschwindigkeit auf Basis einer
Relativgeschwindigkeit zwischen Hindernis und Roboter reduziert. In einer
Weiterbildung wird die Maximalgeschwindigkeit reduziert, falls (erfasst wird, dass) der minimale Abstand gleich dem zweiten Mindestabstand ist und Hindernis und Roboter sich voneinander weg bewegen, und demgegenüber stärker reduziert, falls (erfasst wird, dass) der minimale Abstand gleich dem zweiten Mindestabstand ist und
Hindernis und Roboter sich aufeinander zu bewegen.
Zusätzlich oder alternativ wird die Maximalgeschwindigkeit in einer Ausführung auf Basis einer geplanten Bewegung des Roboters reduziert. In einer Weiterbildung wird die Maximalgeschwindigkeit reduziert, falls (erfasst wird, dass) der minimale Abstand gleich dem zweiten Mindestabstand ist und auf Basis der geplanten Roboterbahn prognostiziert wird, dass sich dieser minimale Abstand (wieder) vergrößert, und demgegenüber stärker reduziert, falls (erfasst wird, dass) der minimale Abstand gleich dem zweiten Mindestabstand ist und auf Basis der geplanten Roboterbahn
prognostiziert wird, dass sich dieser minimale Abstand (noch weiter) verringert.
Hierdurch kann in einer Ausführung die Maximalgeschwindigkeit jeweils,
insbesondere in Kombination, vorausschauend angepasst werden.
Zusätzlich oder alternativ wird die Maximalgeschwindigkeit in einer Ausführung in Abhängigkeit von einer Ausladung des Roboters reduziert. In einer Weiterbildung wird die Maximalgeschwindigkeit reduziert, falls (erfasst wird, dass) der minimale Abstand gleich dem zweiten Mindestabstand ist und der Roboter eine erste Ausladung aufweist, und demgegenüber stärker reduziert, falls (erfasst wird, dass) der minimale Abstand gleich dem zweiten Mindestabstand ist und der Roboter eine größere zweite Ausladung aufweist.
Zusätzlich oder alternativ wird die Maximalgeschwindigkeit in einer Ausführung in Abhängigkeit von einer robotergeführten Nutzlast reduziert. In einer Weiterbildung wird die Maximalgeschwindigkeit reduziert, falls (erfasst wird, dass) der minimale Abstand gleich dem zweiten Mindestabstand ist und der Roboter eine erste Nutzlast führt, und demgegenüber stärker reduziert, falls (erfasst wird, dass) der minimale Abstand gleich dem zweiten Mindestabstand ist und der Roboter eine größere zweite Nutzlast führt.
Zusätzlich oder alternativ wird die Maximalgeschwindigkeit in einer Ausführung in Abhängigkeit von der aktuellen Geschwindigkeit des Roboters reduziert. In einer Weiterbildung wird die Maximalgeschwindigkeit um einen ersten Betrag reduziert, falls (erfasst wird, dass) der minimale Abstand gleich dem zweiten Mindestabstand ist und der Roboter eine erste aktuelle Geschwindigkeit aufweist, und um einen größeren zweiten Betrag reduziert, falls (erfasst wird, dass) der minimale Abstand gleich dem zweiten Mindestabstand ist und der Roboter eine größere zweite aktuelle
Geschwindigkeit aufweist. Hierdurch können in einer Ausführung jeweils, insbesondere in Kombination, die Folgen einer Kollision vorteilhaft(er) reduziert werden.
In einer Ausführung ist, insbesondere wird, die Reduzierung der
Maximalgeschwindigkeit durch einen Benutzer parametriert, insbesondere direkt oder indirekt, beispielsweise durch eine Tabelle, Funktion oder dergleichen, der erste, zweite, dritte und/oder vierte Mindestabstand und/oder die, insbesondere zugehörige, Reduzierung der Maximalgeschwindigkeit, insbesondere deren Betrag.
Zusätzlich oder alternativ ist, insbesondere wird, die Reduzierung der
Maximalgeschwindigkeit in einer Ausführung auf Basis einer Konfiguration einer Signalübertragung, auf Basis einer Konfiguration des Roboters und/oder auf Basis einer Konfiguration eines Sensors zur Ermittlung des minimalen Abstandes
parametriert. In einer Weiterbildung wird die Reduzierung der Maximalgeschwindigkeit derart parametriert, dass die Maximalgeschwindigkeit für einen minimalen Abstand gleich dem zweiten Mindestabstand reduziert wird, falls die Signalübertragung, der Roboter und/oder der Sensor (jeweils) eine erste Konfiguration aufweisen, und für einen minimalen Abstand gleich dem zweiten Mindestabstand demgegenüber stärker reduziert wird, falls die Signalübertragung, der Roboter bzw. der Sensor eine hiervon verschiedene zweite Konfiguration aufweist, insbesondere die Signalübertragung längere Kommunikationszeiten aufweist, der Sensor längere Reaktionszeiten oder eine gröbere Erfassung aufweist oder dergleichen.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist ein System, insbesondere hard- und/oder Software-, insbesondere programmtechnisch, zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens eingerichtet und/oder weist auf:
- Mittel zum Ermitteln eines minimalen Abstandes des Roboters zu einem,
insbesondere roboternächsten, Hindernis, insbesondere unter Ausschluss wenigstens eines vorbekannten, insbesondere temporären, Hindernisses;
- Mittel zum Reduzieren einer Maximalgeschwindigkeit des Roboters, falls dieser minimale Abstand einen ersten Mindestabstand unterschreitet; und
- Mittel zum stärkeren Reduzieren dieser Maximalgeschwindigkeit des Roboters, falls der minimale Abstand einen zweiten Mindestabstand unterschreitet, der kleiner als der erste Mindestabstand ist. In einer Ausführung weist das System bzw. sein(e) Mittel auf:
- Mittel zum Ermitteln einer Pose des Hindernisses, insbesondere relativ zu einer umgebungsfesten Referenz; und/oder
- Mittel zum Ermitteln einer Pose des Roboters, insbesondere relativ zu einer,
insbesondere derselben, umgebungsfesten Referenz und/oder auf Basis eines Endeffektors und/oder einer erfassten Gelenkstellung des Roboters und/oder einer robotergeführten Nutzlast; und/oder
- Mittel zum Ermitteln des minimalen Abstands auf Basis dieser Pose des
Hindernisses und/oder des Roboters;
- wenigstens einen, insbesondere umgebungs- oder roboterfesten, Sensor zum
Ermitteln des minimalen Abstands, insbesondere die Pose des Hindernisses und/oder des Roboters, insbesondere Mittel zum Ermitteln des minimalen
Abstands mithilfe einer Bildverarbeitung, Laserlicht, Ultraschall, Radarstrahlung, eines Lichtgitters, einer Projektion und/oder kapazitiv; und/oder
- wenigstens eine roboterexterne Datenverarbeitungseinrichtung zum Ermitteln des minimalen Abstands; und/oder
- Mittel zum Ermitteln eines minimalen Abstands zu einem Raumbereich einer
Gruppe, die mehrere, insbesondere umgebungsfest, vorgegebene diskrete
Raumbereiche aufweist, insbesondere zwischen einem ersten Raumbereich einer Gruppe, die mehrere, insbesondere umgebungsfest, vorgegebene diskrete
Raumbereiche aufweist, und einem zweiten Raumbereich dieser oder einer anderen Gruppe, die mehrere vorgegebene diskrete Raumbereiche aufweist, als minimalen Abstand; und/oder
- Mittel zum stufenweisen oder kontinuierlichen Reduzieren der
Maximalgeschwindigkeit zwischen wenigstens zwei minimalen Abständen;
und/oder
- Mittel zum Reduzieren der Maximalgeschwindigkeit auf Basis einer
Relativgeschwindigkeit zwischen Hindernis und Roboter und/oder auf Basis einer geplanten Bewegung des Roboters und/oder in Abhängigkeit von einer Ausladung, aktuellen Geschwindigkeit und/oder Nutzlastlast; und/oder
- Mittel zum Parametrieren der Reduzierung der Maximalgeschwindigkeit durch
einen Benutzer und/oder auf Basis einer Konfiguration einer Signalübertragung, des Roboters und/oder eines Sensors zur Ermittlung des minimalen Abstandes. Ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU), Graphikkarte (GPU) oder dergleichen, und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die Verarbeitungseinheit kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem
Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten,
Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere,
insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die Verarbeitungseinheit die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere den Roboter betreiben kann. Ein Computerprogrammprodukt kann in einer Ausführung ein, insbesondere nicht flüchtiges, Speichermedium zum Speichern eines Programms bzw. mit einem darauf gespeicherten Programm aufweisen, insbesondere sein, wobei ein Ausführen dieses Programms ein System bzw. eine Steuerung, insbesondere einen Computer, dazu veranlasst, ein hier beschriebenes Verfahren bzw. einen oder mehrere seiner Schritte auszuführen.
In einer Ausführung werden ein oder mehrere, insbesondere alle, Schritte des Verfahrens vollständig oder teilweise automatisiert durchgeführt, insbesondere durch das System bzw. sein(e) Mittel.
In einer Ausführung weist das System den bzw. die Roboter auf.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
Fig. 1 : zwei Roboter und ein System zum Betreiben der Roboter nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2: ein Verfahren zum Betreiben der Roboter nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und Fig. 3: eine Reduzierung einer Maximalgeschwindigkeit nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt exemplarisch einen stationären Roboter 2 und einen mobilen Roboter 30 mit einem Roboterarm 32 mit einem Endeffektor in Form eines Greifers 33 mit einer Nutzlast 34 sowie ein System zum Betreiben dieser Roboter nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Das System weist einen umgebungsfesten Sensor 1 , beispielsweise eine Kamera mit Bildverarbeitung, und am mobilen Roboter 30 angeordnete roboterfeste Sensoren 31 , beispielsweise Laserscanner, auf.
Ein gemeinsamer Überwachungsraum der Sensoren 1 , 31 ist in vorgegebene umgebungsfeste Raumbereiche aufgeteilt, wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet.
Eine roboterexterne Datenverarbeitungseinrichtung 5 erhält Gelenkstellungen der Roboter 2, 30 sowie Signale der Sensoren 1 , 31.
Aus der Gelenkstellung des Roboters 2 ermittelt die Datenverarbeitungseinrichtung 5 in einem Schritt S10 (vgl. Fig. 2) eine aktuelle Pose dieses Roboters relativ zu einem umgebungsfesten Referenzsystem, das in Fig. 1 durch (x, y, z) angedeutet ist. Analog ermittelt die Datenverarbeitungseinrichtung 5 aus der Gelenkstellung des Roboters 30, insbesondere einer odometrisch erfassten Pose seiner mobilen Basis, eine aktuelle Pose des Roboters 30.
Gleichermaßen kann die Datenverarbeitungseinrichtung 5 in Schritt S10 die aktuelle Pose des Roboters 1 und/oder 30 auch auf Basis des Sensors 1 ermitteln, was insbesondere bei dem mobilen Roboter vorteilhaft sein kann.
Dann ermittelt die Datenverarbeitungseinrichtung 5 in einem Schritt S20 aus diesen erfassten Posen jeweils diejenigen der Überwachungsraum-Raumbereiche, die durch den jeweiligen Roboter verletzt sind, d.h. in denen sich der jeweilige Roboter wenigstens teilweise befindet. Diese Überwachungsraum-Raumbereiche sind in Fig. 1 jeweils (für beide Roboter 1 , 30 unterschiedlich) schraffiert angedeutet. Auf Basis der Sensorsignale von den Sensoren 1 , 31 ermittelt die
Datenverarbeitungseinrichtung 5 in Schritt S20 auch eine Pose unvorhergesehener Hindernisse und diejenigen der Überwachungsraum-Raumbereiche, die durch das jeweilige Hindernisse verletzt sind, d.h. in denen sich das jeweilige Hindernis wenigstens teilweise befindet.
Exemplarisch ist hierzu in Fig. 1 eine Person 4 sowie kreuzschraffiert der durch sie (als) verletzt( ermittelt)e Überwachungsraum-Raumbereich F6,I angedeutet.
Dann ermittelt die Datenverarbeitungseinrichtung 5 in einem Schritt S30 für jeden der Roboter 2, 30 jeweils die minimalen Abstände zwischen allen durch ein
unvorhergesehenes Hindernis verletzten Überwachungsraum-Raumbereichen (im Ausführungsbeispiel dem einzigen Überwachungsraum-Raumbereich F6,I ) und den durch den Roboter verletzten Überwachungsraum-Raumbereichen, von denen in Fig. 1 exemplarisch die Raumbereiche F4,2, F5 3 und F8 3 durch Indizes angedeutet sind (die Indizes identifizieren jeweils Reihe und Spalte des entsprechenden
Überwachungsraum-Raumbereichs).
Dann wählt die Datenverarbeitungseinrichtung 5 in Schritt S30 für jeden der Roboter 2, 30 jeweils den kleinsten dieser minimalen Abstände, d.h. den kleinsten minimalen Abstand zwischen einem von dem Roboter verletzten
Überwachungsraum-Raumbereich und einem von dem Hindernis verletzten
Überwachungsraum-Raumbereich als minimalen Abstand zwischen diesem Roboter und Hindernis aus.
Hierzu sind in Fig. 1 exemplarisch die minimalen Abstände 6 1a4,2 zwischen den
Überwachungsraum-Raumbereichen F6,I und F4 2, 6,ia5,3 zwischen F6,I und F5,3 und 6,ia8,3 zwischen F6,I und F8,3 angedeutet. Aufgrund der umgebungsfest vorgegebenen Überwachungsraum-Raumbereiche können diese Abstände vorteilhaft vorab ermittelt und tabellarisch abgespeichert sein.
Man erkennt, dass der minimale Abstand zwischen dem Hindernis 4 und dem Roboter 2 bzw. den durch diese verletzten und einander nächstliegenden
Überwachungsraum-Raumbereichen der Abstand 6,i a5,3 ist, da keiner der anderen durch den Roboter 2 aktuell verletzten Raumbereiche einen noch geringeren Abstand zu dem durch das Hindernis 4 verletzten Raumbereich aufweist, und dass der minimale Abstand zwischen dem Hindernis 4 und dem Roboter 30 bzw. den durch diese verletzten und einander nächstliegenden Überwachungsraum-Raumbereichen der Abstand 6,ia4,2 ist.
Dann ermittelt die Datenverarbeitungseinrichtung 5 in einem Schritt S40 für jeden der Roboter 2, 30 jeweils einen Betrag, um den die für diesen Roboter bei freiem
Arbeitsbereich zulässige Maximalgeschwindigkeit reduziert wird, wobei dieser Betrag mit dem ermittelten minimalen Abstand wächst, und übermittelt diesen Betrag an den jeweiligen Roboter bzw. seine Steuerung, die daraufhin in einem Schritt S50 die Maximalgeschwindigkeit entsprechend reduziert.
Fig. 3 zeigt hierzu exemplarisch eine solche Reduzierung der Maximalgeschwindigkeit des Roboters 2 als ausgezogene Linie. Man erkennt, dass dessen
Maximalgeschwindigkeit reduziert wird, falls der minimale Abstand zu dem Hindernis 4 einen ersten Mindestabstand Ai unterschreitet, stärker reduziert wird, falls der minimale Abstand (auch) einen zweiten Mindestabstand A2 unterschreitet, der kleiner als der erste Mindestabstand ist, noch stärker reduziert wird, falls der minimale Abstand (auch) einen dritten Mindestabstand A3 unterschreitet, der kleiner als der zweite Mindestabstand ist, und noch stärker reduziert wird, falls der minimale Abstand (sogar) einen vierten Mindestabstand A4 unterschreitet, der kleiner als der dritte Mindestabstand ist.
Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist.
So kann insbesondere anstelle der durch einen Roboter verletzten
Überwachungsraum-Raumbereiche auch direkt der minimale Abstand zwischen dem (roboternächsten) durch ein Hindernis verletzen Überwachungsraum-Raumbereich und einem oder mehreren roboterfesten Referenzen, insbesondere seinem Ellbogen, Endflansch und/oder Werkzeug ermittelt werden.
Anstelle der mit Bezug auf Fig. 3 erläuterten stufenweisen Reduzierung kann die Maximalgeschwindigkeit auch, wenigstens abschnittsweise, kontinuierlich mit geringer werdendem Abstand reduziert werden. Exemplarisch zeigt hierzu Fig. 3 eine solche Reduzierung der
Maximalgeschwindigkeit für den Roboter 30 als gestrichelte Linie. Zudem verdeutlicht Fig. 3 auch, dass die Reduzierung der Maximalgeschwindigkeit für verschiedene Roboter unterschiedlich erfolgen kann. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen
Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die
Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die
Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten
Merkmalskombinationen ergibt.
Bezuqszeichenliste
1 Kamera (Sensor)
2 stationärer Roboter
30 mobiler Roboter
31 Laserscanner (Sensor)
32 Roboterarm
33 Greifer
34 Nutzlast
4 Person (Hindernis)
5 externe Datenverarbeitungseinrichtung
F 4,2, F 5 3,
F6,I , Fs, Überwachungsraum-Raumbereich
6,184,2, 6,185,3,
Abstand
(x, y, z) umgebungsfeste Referenz
A1 , A2,
A3, A4 Mindestabstand

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben wenigstens eines Roboters (2, 30), mit den Schritten:
- Ermitteln (S10-S30) eines minimalen Abstandes des Roboters zu einem,
insbesondere roboternächsten, Hindernis (4), insbesondere unter Ausschluss wenigstens eines vorbekannten, insbesondere temporären, Hindernisses;
- Reduzieren (S40, S50) einer Maximalgeschwindigkeit des Roboters, falls
dieser minimale Abstand einen ersten Mindestabstand unterschreitet; und
- stärkeres Reduzieren (S40, S50) dieser Maximalgeschwindigkeit des Roboters, falls der minimale Abstand einen zweiten Mindestabstand unterschreitet, der kleiner als der erste Mindestabstand ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch wenigstens einen der Schritte:
- Ermitteln (S20) einer Pose des Hindernisses, insbesondere relativ zu einer umgebungsfesten Referenz; und/oder
- Ermitteln (S10) einer Pose des Roboters, insbesondere relativ zu einer,
insbesondere derselben, umgebungsfesten Referenz und/oder auf Basis eines Endeffektors (33) und/oder einer erfassten Gelenkstellung des Roboters und/oder einer robotergeführten Nutzlast (34);
wobei der minimale Abstand auf Basis dieser Pose des Hindernisses und/oder des Roboters ermittelt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der minimale Abstand, insbesondere die Pose des Hindernisses und/oder des Roboters, mithilfe wenigstens eines, insbesondere umgebungs- oder roboterfesten, Sensors (1 , 31), insbesondere mithilfe einer Bildverarbeitung, Laserlicht, Ultraschall, Radarstrahlung, eines Lichtgitters, einer Projektion und/oder kapazitiv, ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der minimale Abstand mithilfe wenigstens einer roboterexternen
Datenverarbeitungseinrichtung (5) ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als minimaler Abstand ein minimaler Abstand zu einem Raumbereich (F4 2, F 5 3, F6,I , F 8,3) einer Gruppe, die mehrere, insbesondere umgebungsfest, vorgegebene diskrete Raumbereiche aufweist, insbesondere zwischen einem ersten Raumbereich (F6,I ) einer Gruppe, die mehrere, insbesondere
umgebungsfest, vorgegebene diskrete Raumbereiche aufweist, und einem zweiten Raumbereich (F4 2, F5 3, F8 3) dieser oder einer anderen Gruppe, die mehrere vorgegebene diskrete Raumbereiche aufweist, ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maximalgeschwindigkeit zwischen wenigstens zwei minimalen Abständen stufenweise und/oder zwischen wenigstens zwei minimalen Abständen
kontinuierlich reduziert wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maximalgeschwindigkeit auf Basis einer Relativgeschwindigkeit zwischen Hindernis und Roboter und/oder auf Basis einer geplanten Bewegung des
Roboters und/oder in Abhängigkeit von einer Ausladung, aktuellen
Geschwindigkeit und/oder Nutzlastlast reduziert wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung der Maximalgeschwindigkeit durch einen Benutzer und/oder auf Basis einer Konfiguration einer Signalübertragung, des Roboters und/oder eines Sensors zur Ermittlung des minimalen Abstandes parametriert ist.
9. System zum Betreiben wenigstens eines Roboters (2, 30), das zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist und/oder aufweist:
- Ermitteln eines minimalen Abstandes des Roboters zu einem, insbesondere roboternächsten, Hindernis (4), insbesondere unter Ausschluss wenigstens eines vorbekannten, insbesondere temporären, Hindernisses;
- Reduzieren einer Maximalgeschwindigkeit des Roboters, falls dieser minimale Abstand einen ersten Mindestabstand unterschreitet; und
- stärkeres Reduzieren dieser Maximalgeschwindigkeit des Roboters, falls der minimale Abstand einen zweiten Mindestabstand unterschreitet, der kleiner als der erste Mindestabstand ist.
10. Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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