机器人的导航制造技术

本发明专利技术涉及一种用于对借助驱动单元移动的机器人(10)进行导航的方法，其中，配属于第一区域(12)的第一导航系统在使用所述第一区域(12)的第一环境数据的情况下确定在所述第一区域中的第一行驶路径(58)，并且为所述机器人(10)的驱动单元提供相应的用于使所述机器人(10)沿着所述第一行驶路径(58)运动的第一控制数据，其特征在于，配属于相对于所述第一区域(12)运动的第二区域(14)的第二导航系统在使用所述第二区域(14)的第二环境数据的情况下确定在所述第二区域中的第二行驶路径(68)，并且为所述机器人(10)的驱动单元提供相应的第二控制数据，用于沿着所述第二行驶路径(68)运动。(68)运动。(68)运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人的导航
[0001]本专利技术涉及一种用于对借助驱动单元运动的机器人进行导航的方法，其中，配属于第一区域的第一导航系统在使用第一区域的第一环境数据的情况下确定第一区域中的第一行驶路径，并且为机器人的驱动单元提供相应的第一控制数据，用于使机器人沿着第一行驶路径运动。本专利技术还涉及一种计算机程序产品，其包括用于机器人的控制装置的计算机单元的程序。此外，本专利技术涉及一种机器人，其具有用于使机器人运动的驱动单元和配属于第一区域的第一导航系统，所述第一导航系统用于在使用第一区域的第一环境数据的情况下确定第一区域中的第一行驶路径，并且用于为机器人的驱动单元提供用于使机器人沿着第一行驶路径运动的相应的第一控制数据。最后，本专利技术还涉及一种制造车间，所述制造车间具有第一区域、相对于第一区域运动的第二区域和机器人，所述机器人能够从相应的区域运动到相应的另一区域。
[0002]关于制造车间，尤其在与工序循环相关的流水线中，例如像在汽车工业中存在的情况那样，移动机器人、无人驾驶运输系统和/或类似物经常会需要驶过或越过运动的带。不仅如此，特别是在这种情况下，导航系统的应用被证明是必要的。已知的是，在机器人的移动导航领域中借助于导航系统使用机器人操作系统(ROS)的部件或程序部件。这涉及开源项目，其目的还在于在研究和/或开发领域中用统一的软件部件或计算机程序部件支持移动的、自主的服务机器人。在工业中，这种部件尤其用于控制无人驾驶的运输车辆。补充地，可以规定独立的、工业的实施方案。用于二维导航的部件也称为ROS导航堆栈。用于导航的部件例如由Rodrigo Longhi等人在ROS Navigation：Concepts and Tutorial，Robot Operating System(ROS)，Springer，Cham，2016，第121至160页中描述，其也可以在因特网地址https://link.Springer.eom/chapter/10.1007/978
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9_6中查看。导航系统据此尤其分为地图提供、全局路径规划、局部路径规划、尤其是避障和定位。在ROS下可用但未集成到ROS导航堆栈中的选项由移动机器人编程工具包(MRPT)的部件组成。为此目的，例如Rodriguez，Enrique等人在XXXVII Jornadas de Automatica,2016公开了Aros reactive navigation System for ground vehicles based on tp
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space transformations，其也可在因特网地址http://ingmec.ual.es/～jlblanco/papers/ja2016reactive.pdf上查看。包含在部件中的两种定位或导航方法都使用粒子滤波方法。此外，所述部件还基于：仅使用唯一的坐标系或参照系，所述坐标系或参照系作为确定导航的基础。
[0003]为了在机器人定位应用或机器人导航应用中考虑运动的带或滑板单元，已经尝试调整地图，基于所述地图确定或导航行驶路径，并且将导航或行驶路径的运动部分以及静态部分组合在共同的参照系中。在此问题在于，可用的定位算法(例如Advance
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Monte
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Carlo
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Localization)采用几乎静态的地图，以便执行定位和/或路线规划或导航。例如，SEIF定位和映射(SLAM)可以被视为对此的限界。这是一种真空清洁机器人也使用的方法。当使用动态调整的地图时，无论机器人位于哪个部分，定位都可能出现不稳定的问题。这是因为可用的算法需要静态地图作为导航的条件。这些地图优选数字地例如作为文件格式PGM(像素网格地图Pixel Grid Map)等的像素图形存在。
[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，尤其是在制造车间内改善借助于驱动单元运动的机器人的导航，其中，机器人在自身相对于彼此运动的区域中活动地运动。
[0005]作为解决方案，本专利技术提出了根据独立权利要求所述的方法、计算机程序产品、机器人以及制造车间。有利的改进方案通过从属权利要求的特征得出。
[0006]关于这种类型的方法，利用本专利技术尤其提出，配属于相对于第一区域运动的第二区域的第二导航系统在使用第二区域的第二环境数据的情况下确定在第二区域中的第二行驶路径，并且为机器人的驱动单元提供相应的用于沿着第二行驶路径运动的第二控制数据。
[0007]关于计算机程序产品，利用本专利技术尤其提出，所述计算机程序产品包括用于机器人的控制装置的计算机单元的程序，其中，当所述程序通过所述计算机单元实施时，所述程序具有用于实施根据本专利技术的方法的步骤的程序的程序代码区段。
[0008]关于这种类型的机器人，利用本专利技术尤其提出，该机器人具有配属于相对于第一区域运动的第二区域的第二导航系统，该第二导航系统用于在使用第二区域的第二环境数据的情况下确定第二区域中的第二行驶路径，并且用于为机器人的驱动单元提供相应的第二控制数据，用于沿着第二行驶路径运动。
[0009]关于这种类型的制造车间尤其提出，机器人根据本专利技术构造。
[0010]此外，本专利技术基于这样的构思：机器人可以借助第二导航系统定位和/或导航或引导，所述第二导航系统优选使用两个彼此不同的参照系或坐标系。导航系统可以至少部分地例如使用ROS导航堆栈(ROS
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Stack)等。行驶路径优选地至少分成第一行驶路径和第二行驶路径，其中，第一行驶路径在第一区域中并且第二行驶路径在第二区域中。在此，坐标系中的每一个优选耦合到相应的区域上，使得两个坐标系或参照系根据区域相对于彼此的运动而同样相对于彼此运动。在此，一个示例是机器人从制造车间的位置固定的区域移动到传送带或滑板单元上，其如在节拍连接的流水线制造中使用的那样。在越过位置固定的等候区域与行驶的滑板单元之间的边界时，优选地通过改变导航系统的使用来改变参照系或坐标系。借助于机器人的激光扫描仪感知的、之前在所属的参照系或坐标系中表现为静态的环境现在相对于机器人运动，而驱动单元没有执行相应的运动。因此，本专利技术提出，将机器人的工作区域(其尤其包括第一和第二区域)分成两个不同的子区域，即第一区域和第二区域。第一区域优选可以是位置固定的，而第二区域优选相对于第一区域运动。这相当于将导航地图分成两个相应的部分。在前述示例中，部分地图可以与可移动的带或滑板单元相关联。相反，另一部分地图与环境的其余部分相关联，所述其余部分是位置固定的。两个部分地图优选分别使用单独的坐标系或参照系，所述坐标系或参照系作为导航或定位的基础，并且例如可以包括重叠的地图区域，所述地图区域相应于机器人的至少一个尺寸。参照系或坐标系和/或部分地图可以通过带或滑板单元的带驱动器的数据优选随时在空间上正确地彼此定向，从而在相应的时间点得到至少包括所述区域的环境的相应当前的表示。因此，在本专利技术中，相应的导航系统仅需要将相应的当前环境数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于对借助驱动单元移动的机器人(10)进行导航的方法，其中，配属于第一区域(12)的第一导航系统在使用所述第一区域(12)的第一环境数据的情况下确定在所述第一区域中的第一行驶路径(58)，并且为所述机器人(10)的驱动单元提供相应的用于使所述机器人(10)沿着所述第一行驶路径(58)运动的第一控制数据，其特征在于，配属于相对于所述第一区域(12)运动的第二区域(14)的第二导航系统在使用所述第二区域(14)的第二环境数据的情况下确定在所述第二区域中的第二行驶路径(68)，并且为所述机器人(10)的驱动单元提供相应的用于沿着所述第二行驶路径(68)运动的第二控制数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一导航系统和所述第二导航系统通过相同的接口与所述驱动单元通信。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一导航系统和所述第二导航系统彼此独立地运行，并且所述驱动单元要么仅与所述第一导航系统通信，要么仅与所述第二导航系统通信。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一导航系统和所述第二导航系统为了确定相应的行驶路径至少部分地使用共同的数据。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一区域和所述第二区域(12，14)构成至少一个共同的重叠区域(16)，并且在所述机器人(10)从相应的区域(12，14)驶过所述重叠区域(16)进入相应的另一区域(12，14)中时，所述驱动单元和所述导航系统之间的通信从相应的导航系统切换到相应的另一导航系统上。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：F贝尔，
申请(专利权)人：大众汽车股份公司，
类型：发明
国别省市：