用于机器人模拟器的示教点指令选择方法技术

一种在工作单元的三维图示中选择示教点指令的方法，该方法包括以下步骤：生成所述工作单元的所述三维图示；计算用于与所述工作单元相关的每个示教点指令的三维边界框；将每个边界框转换成一二维边界区域；以及确认某个边界区域与在二维显示屏上画出的选择区域重叠。向用户确定确认为与所选择区域重叠的每个边界区域确定每个边界区域并在确认并确定多个候补边界区域时将其展示在一列表中。用户可随后对确定为与所选择区域相关的那些示教点指令进行编辑。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2012年11月14日提交的美国临时申请序列No.61/726,263的优先权，在此通过引证将该申请的全部公开内容结合于本文中。
本专利技术涉及一种选择示教点指令的方法，该方法基于所述示教点指令的机器人路径在由机器人模拟器产生的工作单元的三维（3-D）图示（graphical representation）中的位置。
技术介绍
在机器人喷涂（robotic painting）应用中，对于处理单个车辆的喷涂的多个机器人控制器而言可存在数百个不同的示教点（TP，teaching point）指令（program）。例如，每个TP指令可使得设置在机械臂上的喷涂施用器遵循特定的路径并且采用特定的定向，以便对车辆正确地应用喷涂。如果车辆上的一区域未正确地喷涂，则寻找正确的TP指令、与该TP指令相关的正确的示教点、以及用以对所述区域正确喷涂的正确应用指示可能是非常困难且耗时的，尤其是对于执行喷涂应用的对机器人系统不熟练的用户而言。这在生产环境下是非常没有效率的。已研发出图形化离线编程解决方案来使得教示机器人路径以用于执行特定机器人应用（例如以上讨论的喷涂应用）的工艺简化。这样的软件产品产生和显示用于模拟在其中执行的机器人工艺的3-D空间。机器人工艺的模拟可包括在该3-D空间内产生与机器人工艺相关的呈待由机器人部件遵循的3-D路径或线的形式的每个TP指令。所产生的3-D路径能够以可视的方式显示给软件产品的用户或者该3-D路径可隐藏为不可视。如果以可视的方式示出，则每个TP指令还可表示为构成该3-D路径的所有的示教点或节点（node）的形式。因为该3-D空间在二维（2-D）显示屏上呈现给软件产品的用户，因而这样的软件产品还通常配备有用户界面（UI，user interface），该用户界面允许用户改变观察该3-D空间的位置和姿势（posture），从而有效地改变显示在2-D显示屏上的“相机视图”。显示在2-D显示屏上的相机视图实质上是3-D空间的呈图像形式的投影。单个喷涂应用可包括使用多个机器人，并且每个机器人可负责执行数百个TP指令。每个TP指令则可由数百个示教点（节点）组成。大量的TP指令和相关示教点使得显示每个TP指令的图示是不理想的。从计算的立场而言，每个TP指令和相关示教点的图示的生成是耗时且麻烦的。此外，用于对单个机器人应用进行编程的大量TP指令使得许多TP指令和相关示教点表示为为重叠的或者密集的，使得确定一显示中的特定TP指令更加困难。出于这些原因，当用户对示出工作单元的3-D空间进行定位（navigate）时，许多软件产品并不显示每一个TP指令的图示。取而代之的是，这些软件产品要求用户在选择特定的TP指令以用于编辑之前确定哪些TP指令需要被图示。为了确定和选择特定的TP指令，软件产品的用户可利用UI将3-D空间中的具有图示于其中的特定TP指令的期望区域布置于2-D显示屏的视图内。然后用户使用光标来选择3-D空间中的投影至2-D显示屏的区域，特定的TP指令路径位于或者被认为位于所述区域中。例如，如果车辆的门未被正确地喷涂，则用户将对3-D空间进行定位以使车辆的门布置于2-D显示屏的视图内。然后用户将车辆门上的问题区域“圈定”为投影且示出在2-D显示屏上。所选区域的“圈定”通常通过在2-D显示屏上描绘矩形框来执行。一旦在2-D显示屏上选出一区域，则软件产品可确定并显示与位于所选区域内的每个TP指令路径相关的每个示教点。这些示教点位于3-D空间中并且必须投影至2-D显示屏。执行计算以过滤这些点并且选出位于用户所选屏区域内的点。如以上所阐述的，组成位于所选区域内的TP指令的示教点的数量可为数百个或更多。因此，由于所需计算的全部数量而使得确定和显示位于所选区域内的每个示教点所需的时间可能过多。此外，显示位于所选区域中的每个示教点通常形成重叠的或者密集的示教点的“云”，使得特定TP指令或者示教点的确定是非常困难的。以这种方式显示示教点所需的过多的计算量已使得已有的软件产品受限于一次确定单个TP指令或者受限于仅确定与所选机器人控制器相关的那些TP指令。否则，用户将经历意外的耽搁，导致过多的费用、损耗时间，并且导致用户可能的受挫感。因此理想的是，提供一种选择由机器人模拟器产生的3-D空间内的TP指令的方法，该方法提供允许选择投影至2-D显示屏的特定区域的用户界面，以时间有效的方式自动确定和选择与2-D显示屏上的选出区域相关的TP指令，并且允许确定和选择分配给与机器人应用相关的多个机器人控制器的多个TP指令。
技术实现思路
根据下面的公开，惊奇地发现了用于在机器人模拟器产生的3-D空间内选择特定TP指令的高效且成本有效的方法。在一个实施方式中，公开了根据本专利技术的定位至少一个TP指令以便编辑的方法。该方法包括以下步骤：根据与工作单元相关的至少一个TP指令产生待在该工作单元中执行的机器人工艺的3-D图示；选择叠加在该3-D图示上的一2-D选择区域；向用户确定与该2-D选择区域相关的至少一个TP指令；以及允许用户编辑与该2-D选择区域相关的至少一个所识别TP指令的至少一部分。在另一个实施方式中，公开了根据本专利技术的在工作单元的3-D图示内选择至少一个TP指令的方法。该方法包括以下步骤：预先计算用于与工作单元相关的TP指令中的每一个的3-D边界框（boundary box）；将3-D边界框中的每一个转换成叠加在工作单元的该3-D图示上的对应2-D边界区域；选择叠加在工作单元的该3-D图示上的一2-D边界区域；确认每个2-D边界区域属于与2-D选择区域重叠以及位于2-D选择区域的距离公差内中的至少一个；以及向用户确定具有被确认为属于与2-D选择区域重叠以及位于2-D选择区域的距离公差内中的至少一个的对应2-D边界区域的每个TP指令。附图说明从下面结合附图对优选实施方式的详细描述中，本领域技术人员将清楚本专利技术的上述和其他优点，附图中：图1是根据本专利技术一实施方式的包含车辆本体和多个机器人的工作单元的3-D图示的立体图；图2是示出根据本专利技术实施方式的整个过程的流程图表；图3是图1的工作单元的立体图，该工作单元进一步包含计算用于相关TP指令的边界框表示；图4是图3的工作单元的立体图，示出了将边界框转换为相关TP指令的边界区域并且示出了在2-D显示屏上选择选择区域的过程；以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于定位机器人示教点指令以进行编辑的方法，所述方法包括以下步骤：生成待在工作单元中执行的机器人工艺的路径的3‑D图示；选择所述路径的叠加在所述3‑D图示上的一2‑D选择区域；向用户确定与所述2‑D选择区域相关的至少一个示教点指令；以及允许所述用户编辑与所述2‑D选择区域相关的所述至少一个示教点指令的至少一部分。

【技术特征摘要】
2012.11.14 US 61/726,2631.一种用于定位机器人示教点指令以进行编辑的方法，所述方法包括
以下步骤：
生成待在工作单元中执行的机器人工艺的路径的3-D图示；
选择所述路径的叠加在所述3-D图示上的一2-D选择区域；
向用户确定与所述2-D选择区域相关的至少一个示教点指令；
以及
允许所述用户编辑与所述2-D选择区域相关的所述至少一个示
教点指令的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括计算用于与所述工作单元
相关的每一个示教点指令的3-D边界框。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，每个边界框形成为定位在所述
工作单元内的矩形平行六面体，其中，每个所述边界框均包含与所
述示教点指令相关的每个节点，为所述示教点指令计算所述边界框。
4.根据权利要求2所述的方法，进一步包括将每个3-D边界框存储至
存储源的步骤。
5.根据权利要求2所述的方法，进一步包括将所述3-D边界框中的每
一个转换成对应2-D边界区域的步骤，其中，每个2-D边界区域是
叠加在所述3-D图示上的对应3-D边界框的2-D投影。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在改变呈现给所述用户的所述
工作单元的所述3-D图示的视角时，执行所述转换步骤。
7.根据权利要求5所述的方法，进一步包括确认每个2-D边界区域与
所述2-D选择区域重叠的步骤，其中，将与被确认为和所述2-D选
择区域重叠的每个2-D边界区域相关的每个示教点指令作为与所述
2-D选择区域相关而确定给所述用户。
8.根据权利要求5所述的方法，进一步包括确认处于所述2-D选择区
域的距离公差内的每个2-D边界区域的步骤，其中，将与被确认为
处于所述2-D选择区域的所述距离公差内的每个2-D边界区域相关
的每个示教点指令作为与所述2-D选择区域相关而确定给所述用
户。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述选择2-D选择区域的步骤
包括围绕所述3-D图示的一区域描绘一外边界，以形成所述2-D选
择区域。
10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括显示所有已确定示教点指
...

【专利技术属性】
技术研发人员：金原武吉，大卫·奥图勒，
申请(专利权)人：发纳科机器人美国公司，
类型：发明
国别省市：美国;US