一种机器人虚拟围栏系统技术方案

本发明专利技术的机器人虚拟围栏系统，安全控制器可基于操作人员的位置和/或操作人员的视野来指定操作人员附近的机器人，并基于位置信息获取机器人与操作人员之间的距离。安全控制器根据获取的距离，生成根据与机器人的距离而改变显示模式的围栏图像，围栏图像是表示机器人的动作范围边界的虚拟图像。所生成的栅栏图像被显示在工作人员穿着的头戴式显示装置上，使得围栏图像与操作人员的视野重叠，提高了机器人和操作人员共存的环境中的工作效率，也避免操作人员被机器人撞击的安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人虚拟围栏系统
本专利技术涉及一种机器人的安全系统，在在其中机器人，例如工业机器人，被安装的地方工作时作保安全。
技术介绍
在传统上，在安装有工业机器人的生产车间，为了确保操作人员的安全经常设置用于限制进入机器人的操作范围的物理围栏。然而，近年来由于工厂的紧凑化，使得设置物理围栏的限制越来越多，也越来越没有多馀的空间可以设置物理围栏。在这种情况下，当操作人员进入到车间内机器人的操作范围时，操作人员可能被机器人碰撞而造成安全隐患。因此有必要提供一种技术使得在没有物理围栏的情况下，操作人员进入配置有工业机器人的生产车间后，不会被机器人碰撞，一方面可提高机器人和操作人员共存的环境中的工作效率，另一方面可避免操作人员被机器人撞击的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提出了一种机器人虚拟围栏系统，包括：位置信息获取模块，用于获取操作人员的位置信息；视野信息获取模块，用于获取指定操作人员的视野信息；指定模块，用于基于由所述位置信息获取模块获取的操作人员的位置或由视野信息获取模块获取操作人员的视野，以确定所述操作人员正在看的机器人；距离获取模块，用于获取所述机器人与所述操作人员之间的距离；围栏图像生成模块，用于生成围栏图像，所述围栏图像根据距所述机器人的距离而改变显示模式，所述围栏图像为所述机器人操作范围边界的虚拟图像；显示模块为头戴式显示装置，用于显示由所述围栏图像生成模块生成的围栏图像，使得围栏图像与操作人员的视野重叠。更进一步的，围栏图像根据操作人员与机器人的距离改变围栏图像显示的透明度。更进一步的，围栏图像根据操作人员与机器人的距离改变围栏图像尺寸。更进一步的，围栏图像根据操作人员与机器人的距离改变围栏图像的颜色。更进一步的，围栏图像直接显示出操作人员与机器人的距离数值。更进一步的，视野信息获取模块为设置于头戴式显示装置上的摄像头。更进一步的，距离获取模块为设置于机器人上的位置传感器。有益技术效果：本专利技术可以提高机器人和操作人员共存的环境中的工作效率，同时可避免操作人员被机器人撞击的安全隐患具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本专利技术而不是要求本专利技术必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本专利技术提供的一个实施例，一种机器人虚拟围栏系统，可以包括机器人(也可以是机器手臂或机器人主体)，机器人控制器，安全控制器以及安装在其上的头戴式显示装置，头戴式显示装置可以是眼镜式的显示装置，或者是头盔式的显示装置，更具体的，可以是一种增强现实的头戴显示装置。在本专利技术的机器人虚拟围栏系统中包含有：位置信息获取模块，用于获取操作人员的位置信息；视野信息获取模块，用于获取指定操作人员的视野信息；指定模块，用于基于由所述位置信息获取模块获取的操作人员的位置或由视野信息获取模块获取操作人员的视野，以确定所述操作人员正在看的机器人；距离获取模块，用于获取所述机器人与所述操作人员之间的距离；围栏图像生成模块，用于生成围栏图像，所述围栏图像根据距所述机器人的距离而改变显示模式，所述围栏图像为所述机器人操作范围边界的虚拟图像；显示模块为头戴式显示装置，用于显示由所述围栏图像生成模块生成的围栏图像，使得围栏图像与操作人员的视野重叠。机器人连接到机器人控制器，机器人控制器可以控制机器人的操作，例如机器人上各的连接的电机。头戴式显示装置以普通眼镜的方式，使操作人员将头戴式显示装置戴在头上的，再通过头戴显示装置上的透明显示模块上显示图像，藉此，头戴式显示装置上显示的图像可与操作人员实际视野重叠。换句话说，操作人员可以用他她自己的眼睛观看实际场景，或者也可以通过头戴显示装置上设置的摄像头拍摄图像，将摄像头拍摄的图像与围栏图像重叠，同时观看显示在头戴式显示装置设备上的虚拟图像。在本实施例中，头戴式显示装置可以包括成像模块，位置信息获取模块和视野信息获取模块。成像模块、位置信息获取模块和视野信息获取模块被安装在头戴式显示装置的框架中。位置信息获取模块包括小型GPS(全球定位系统)单元。位置信息获取模块获取能够指定操作人员的位置信息。可替换地，位置信息获取模块可以不限于像GPS模块那样直接指定操作人员的位置的结构。例如，位置信息获取模块53可以被配置为从诸如工厂入口的参考位置获取操作人员的运动轨迹，并且基于参考位置的位移来间接地确定操作人员的位置。视野信息获取模块获取指定人员的视野的视野信息。在本实施方式中，通过测量操作人员的脸部方向，即操作人员的视野来确定视野信息。假设操作人员9的视野与操作人员的面部方向一致，则使用安装在头戴式显示装置5中的三轴加速度传感器来检测头戴式显示装置的方向。加速度传感器可以被用作视野信息获取模块，例如，可以提供陀螺仪传感器以从使用成像模块捕获的图像中指定操作人员的视野。机器人控制器和头戴式显示装置连接及安全控制器连接，以与安全控制器之间进行各种信息的收发，安全控制器和头戴式显示装可以以无线通信方式直接彼此连接。安全控制器为从机器人控制器获取能够指定操作人员的操作状态和机器人控制器的控制状态的各种信息。安全控制器还可以获取机器人的操作状态的操作信息和机器人控制器的控制状态的控制信息，例如机器人的手臂旋转角度和机器人的激活状态。另外，安全控制器还将机器人的坐标，即机器人2的安装位置，存储在具有基准位置的二维坐标系中，例如在工厂中的某一个位置。指定模块是基于由位置信息获取模块获取的操作人员的位置，当操作人员的视野中包含有机器人时，通过指定模块可以从操作人员确定机器人的位置或状态。距离获取模块基于由位置信息获取模块获取的位置信息，获取由指定模块指定的距机器人的距离，即距操作人员正在看的机器人的距离，距离获取模块可以是安装在机器人身上的距离传感器，通过位置信息定位，可以判断出操作人员与操作人员附近或正在观看的机器人。围栏图像生成模块生成根据操作人员和机器人之间的围栏图像，栅栏图像可根据距离改变显示模式，例如围栏图像可以根据操作人员与机器人的距离改变围栏图像显示的透明度，和/或围栏图像可以根据操作人员与机器人的距离改变围栏图像尺寸，和/或围栏图像可以根据操作人员与机器人的距离改变围栏图像的颜色，和/或围栏图像直接显示出操作人员与机器人的距离数值。举例来说，假设机器人的工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人虚拟围栏系统，包括：/n位置信息获取模块，用于获取操作人员的位置信息；/n视野信息获取模块，用于获取指定操作人员的视野信息；/n指定模块，用于基于由所述位置信息获取模块获取的操作人员的位置或由视野信息获取模块获取操作人员的视野，以确定所述操作人员正在看的机器人；/n距离获取模块，用于获取所述机器人与所述操作人员之间的距离；/n围栏图像生成模块，用于生成围栏图像，所述围栏图像根据距所述机器人的距离而改变显示模式，所述围栏图像为所述机器人操作范围边界的虚拟图像；/n显示模块为头戴式显示装置，用于显示由所述围栏图像生成模块生成的围栏图像，使得围栏图像与操作人员的视野重叠。/n

【技术特征摘要】
1.一种机器人虚拟围栏系统，包括：
位置信息获取模块，用于获取操作人员的位置信息；
视野信息获取模块，用于获取指定操作人员的视野信息；
指定模块，用于基于由所述位置信息获取模块获取的操作人员的位置或由视野信息获取模块获取操作人员的视野，以确定所述操作人员正在看的机器人；
距离获取模块，用于获取所述机器人与所述操作人员之间的距离；
围栏图像生成模块，用于生成围栏图像，所述围栏图像根据距所述机器人的距离而改变显示模式，所述围栏图像为所述机器人操作范围边界的虚拟图像；
显示模块为头戴式显示装置，用于显示由所述围栏图像生成模块生成的围栏图像，使得围栏图像与操作人员的视野重叠。


2.根据权利要求1所述的一种机器人虚拟围栏系统，其特征在于，所述围栏图像根据所述操作人员与所述机器人的距离改变...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘笑彤，李小山，陈伯行，黄海军，
申请(专利权)人：珠海新天地科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44