用于动态路径规划的状态机制造技术

状态机控制器，用于动态地规划机器人的路径。诸如多臂关节机器人的工业机器人根据程序在工作空间中操作。传感器或照相机监视工作空间并检测接近或进入工作空间的任何物体，例如人。传感器向状态机控制器提供输入，该输入包括以下状态；跟踪当前路径、改变速度和重新规划路径。当物体接近或进入工作空间时，状态机确定是否需要转换到改变速度状态。在改变速度状态中降低机器人速度之后，如果物体已经离开工作空间，则状态机可以恢复原始路径和速度，如果必要的话进一步将速度降低到零以避免碰撞，或者转换到重新规划路径状态以计算到目标位置的新路径，该新路径避开工作空间中的物体。

【技术实现步骤摘要】
用于动态路径规划的状态机
本公开涉及工业机器人运动控制领域，并且更具体地，涉及用于动态规划机器人路径的状态机控制器，其中物体传感器将工作空间数据流传输到状态机，并且状态机确定状态和转换，并且状态包括；跟踪当前路径、改变速度，并重新规划新路径。
技术介绍
使用工业机器人重复地执行各种各样的制造和组装操作是众所周知的。在一些机器人工作空间环境中，人或诸如叉车的车辆穿过机器人的运动场所是可能的。必须绝对避免机器人与人、车辆或其它障碍物之间的碰撞。在诸如以上讨论的那些应用中，用于控制机器人的现有技术通常涉及使用预定的"安全区域"。一种类型的安全区域限定了操作人员必须保持的区域，并且机器人被相应地编程以一直避开安全区域。另一种类型的安全区域使用传感器来检测安全区域内的人或另一物体的存在，并且如果存在这样的障碍物，则防止机器人进入安全区域，通常意味着机器人必须停止。又一种类型的安全区域限定了机器人的可允许操作的区域，并且通常通过使用安全围栏或其他物理障碍物，必须防止人和其他物体进入机器人的操作区域。尽管上述技术通常在防止机器人与任何类型的障本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于动态规划工业机器人的路径的方法，所述方法包括：/n提供具有处理器和存储器的状态机计算系统，所述状态机计算系统被配置为运行包括跟踪路径状态、改变速度状态和重新规划路径状态的状态机算法；/n提供传感器系统，所述传感器系统包括被配置为检测所述机器人的工作空间中的物体的至少一个传感器，所述传感器系统向所述状态机计算系统提供信号；以及/n使用所述状态机计算系统连续计算所述机器人上的工具要遵循的路径，包括基于来自所述传感器系统的所述信号识别工作空间物体数据，控制所述工具在所述跟踪路径状态中的当前路径上的移动，基于所述物体数据在必要时转换到所述改变速度状态，使用所述当前路径以新速度从所述改变速度...

【技术特征摘要】
20191122 US 16/692,9321.一种用于动态规划工业机器人的路径的方法，所述方法包括：
提供具有处理器和存储器的状态机计算系统，所述状态机计算系统被配置为运行包括跟踪路径状态、改变速度状态和重新规划路径状态的状态机算法；
提供传感器系统，所述传感器系统包括被配置为检测所述机器人的工作空间中的物体的至少一个传感器，所述传感器系统向所述状态机计算系统提供信号；以及
使用所述状态机计算系统连续计算所述机器人上的工具要遵循的路径，包括基于来自所述传感器系统的所述信号识别工作空间物体数据，控制所述工具在所述跟踪路径状态中的当前路径上的移动，基于所述物体数据在必要时转换到所述改变速度状态，使用所述当前路径以新速度从所述改变速度状态转换到所述跟踪路径状态或转换到所述重新规划路径状态，以及使用新路径或原始路径从所述重新规划路径状态转换到所述跟踪路径状态。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个传感器包括照相机、雷达传感器、LiDAR传感器、超声波传感器或红外传感器中的至少一个。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，识别工作空间物体数据包括识别所述工作空间中的任何物体的大小和位置，所述物体包括人、车辆、移动机器人或其他机器。


4.根据权利要求3的方法，其中，识别工作空间物体数据还包括识别在所述工作空间中任何物体的速度。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述物体数据在必要时转换到所述改变速度状态包括基于物体接近所述机器人的路径来确定需要机器人速度降低，以及基于物体离开所述工作空间来确定机器人速度增加是适当的。


6.根据权利要求1所述的方法，其中所述改变速度状态包括基于所述物体数据设置新的机器人速度，并确定是否需要路径改变，其中当不需要路径改变时发生到所述跟踪路径状态的转换，而当需要路径改变时发生到所述重新规划路径状态的转换。


7.根据权利要求6所述的方法，其中所述改变速度状态在确定需要路径改变并且转换到所述重新规划路径状态之前降低所述机器人速度。


8.根据权利要求1的方法，其中所述重新规划路径状态包括基于所述工作空间物体数据开始规划新路径，确定是否有任何先前检测到的物体已经离开所述工作空间，以及确定所述新路径是否被计算并准备好使用。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，规划所述新路径包括使用基于当前机器人配置、目标机器人配置和所述工作空间物体数据的路径规划例程来计算所述新路径，或者选择存储在存储器中的先前计算的路径。


10.根据权利要求8所述的方法，其中，当任何先前检测到的物体已经离开所述工作空间时，选择所述原始路径并且发生到所述跟踪路径状态的转换，并且当所述新路径准备好被使用时，选择所述新路径并且发生到所述跟踪路径状态的转换。


11.根据权利要求1所述的方法，其中所述状态机算法还包括在所述状态机计算系统启动时进入的初始化状态，并且当所述计算系统准备操作所述机器人时，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：林显仲，加藤哲朗，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP