[發明專利]目標跟蹤的視覺指示

有效

• 申請號: 201380029650.2
• 申請日: 2013-04-05
• 公開（公告）號: CN104349874B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 斯蒂芬·赫西
• 申請（專利權）人: 睿信科機器人有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J19/06
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司11280
• 代理人: 王勇,李科

相關申請的交叉引用

本申請要求2012年4月5日提交的、申請號為13/440653的美國專利申請的權益和優先權，在此將該美國專利申請的全部公開內容通過引用包含于本文中。

技術領域

在各個實施例中，本發明總的涉及自動化工業系統中的運動檢測，尤其涉及伴隨運動跟蹤發生的視覺指示。

背景技術

自半個世紀前出現第一批人造機器人以來，自動化工業系統(例如自主式機器人)已經發展到更加自給自足。與最早的機器人不同，現代裝置需要更少的人類輔助；它們能夠在各種類型的非結構化環境中獨立運行并完成任務。然而，使機器人與人類在空間上接近引發了如何確保人類安全這一根本性問題。具有大功率的致動器和不可預料的復雜行為的重型工業機器人可能會由于諸如踩在人的腳上或倒在人的身上的原因而造成傷害。因此，檢測在機器人附近的運動對象的存在對于確保在機器人系統附近工作的人的安全是至關重要的。

一種方式是給機器人配備運動檢測能力。存在各種運動檢測技術，包括被動紅外探測器(PIR)，多普勒微波傳感器、超聲波測距儀、掃描激光測距儀、基于視覺的系統、壓力敏感墊以及紅外發射器/探測器對構成的陣列(其被稱為“光幕”)。于2011年9月23日提交的、標題為“Ultrasonic?Motion?Detection”的美國申請13/243253(該申請的全部公開內容通過引用被包含于此)描述了用于利用超聲波自適應地檢測運動對象的實時近似距離和方位的系統和方法。在各個實施例中，超聲波傳感器包括多個超聲波傳感器元件。這種布置允許360度全視野的檢測并且能實時檢測具有不同速度處于不同距離范圍的多個運動對象，同時將不動的對象的存在忽略為靜態背景。根據該申請(13/243253)的系統能可靠地檢測一個或多個運動對象的距離和方位，而忽略例如自主式機器人附近的靜止對象，從而保護該工作環境中的人類。

盡管配備這種類型的存在檢測系統的機器人能識別人員的接近并采取合適的安全措施，但人員本身并不知道機器人是否覺察到了他們并且是否將相應地調整它的行為。個人可能會對是否接近機器人而猶豫不決，這限制了他們訓練機器人并參與機器人執行的任務的能力；而反過來，這又限制了機器人設計，因為機器人必須被配置為在沒有與人類穩健且常規交互的預期的情況下進行適應和學習。

向個人提醒機器人對他們的存在的覺察是一個具有挑戰性的問題?？陕牂z測指示器不適合于在嘈雜的工業環境中使用，并且不能給多個人提供特定于位置的反饋，而在視覺上指示機器人檢測到的對象的顯示屏幕不能提供對可在機器人周圍360°延伸的工作環境中的檢測的即時的、明確的、特定于位置的指示：顯示屏幕難以從超過機器人活動半徑的距離進行讀取并且具有有限的視角。而且屏幕顯示在經濟上和計算開銷上代價都很高。實際上，在充滿具有顯示屏幕的自動化設備的工業環境中，除非經過機器人的個體打算操作該機器人，否則他們可能將該機器人顯示屏幕的內容視為不相關而忽略掉。

發明內容

在各種實施例中，本發明通過提供與人對齊(即對準人)的視覺信號來指示對接近的人(或其他運動對象)的覺察。例如，照明系統可采用封閉的環或部分環的形式，在該封閉環或部分環的周圍可選擇性地激活照明元件。響應于所跟蹤的一個或多個運動對象的位置，控制器可以選擇性地激活一個或多個發光元件，以便提供對每個運動目標持續(且單獨)可見的并隨所跟蹤的位置變化的視覺跟蹤信號。這樣，在機器人的跟蹤區內運動的個體觀察到與他們的位置視覺上對應的信號，該信號明確地指示他們已經被該機器人檢測到。

因此，在一個方面，本發明涉及用于給被跟蹤的目標提供視覺跟蹤指示的方法。在各個實施例中，該方法包括通過跟蹤裝置跟蹤在限定的空間中運動的目標對象的位置；以及響應于所跟蹤的位置，提供對于在所述空間中運動的目標持續可見并隨所跟蹤的位置而變化的視覺跟蹤信號，所述信號在視覺上指示相對于所述跟蹤裝置的所跟蹤的位置。在一些實施例中，視野至少覆蓋相對于跟蹤裝置180°的范圍-例如，180°、270°或360°，或者中間角度區域。該視覺跟蹤信號可以是由弧形照明裝置提供的，所述弧形照明裝置具有角度可變的照明輸出，所述照明輸出被限制在與所跟蹤的目標持續對齊的可變弧形區域。