[發(fā)明專利]一種用于人機協(xié)作環(huán)境的路線指引系統(tǒng)及人機協(xié)作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110129471.2
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112781583B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金尚忠;王子琳;徐睿;鄒艷秋;周亞東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計量大學(xué)
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01C21/20
• 代理公司: 杭州鈐韜知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33329
• 代理人: 安佳偉;唐靈

本發(fā)明屬于機器人技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明公開了一種用于人機協(xié)作環(huán)境的路線指引系統(tǒng)，所述人機協(xié)作環(huán)境可供至少一個機器人和至少一個移動體協(xié)同工作，所述路線指引系統(tǒng)包括機器人方位探測單元、安全分區(qū)單元、路線規(guī)劃單元及路線指引單元；本發(fā)明還公開了一種人機協(xié)作方法。本發(fā)明人機協(xié)作環(huán)境中，通過機器人的位置信息和動作信息劃分不同安全等級的區(qū)域，并根據(jù)劃分的不同安全等級的區(qū)域結(jié)合所述移動體的起終點、移動速度規(guī)劃移動移動路線，可以更高效地使用人機協(xié)作環(huán)境中的空間，使處于人機協(xié)作環(huán)境中的移動體更高效地穿行機器人的工作區(qū)域，進而提高人機協(xié)作環(huán)境中機器人及工作人員的工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于人機協(xié)作環(huán)境的路線指引系統(tǒng)及人機協(xié)作方法。

背景技術(shù)

工業(yè)機器人因其負載自重以及高速運行的特點，需要在機器人運動范圍周邊設(shè)置安全圍欄以分隔人與機器，保障人身安全。但是安全圍欄限制了操作人員實際生產(chǎn)過程中對機器人的示教指導(dǎo)。于是協(xié)作機器人的出現(xiàn)使得人與機器能在同一工作區(qū)域共存，目前的協(xié)作機器人與人之間的人機模式都是被動的防御機制，比如當(dāng)人進入到機器人附近某一規(guī)定區(qū)域內(nèi)(通常是以機器人為圓心的一個半徑圓)將觸發(fā)機器人的防御機制，或是減速運行、或是停止運行。但是隨著機器人的動作變化，所產(chǎn)生的危險區(qū)域也在發(fā)生變化。該方法無法實現(xiàn)人與機器人的最高效配合，仍然不算是完整的協(xié)作安全技術(shù)。

針對當(dāng)前協(xié)作機器人在作業(yè)過程中所產(chǎn)生的危險區(qū)域不斷變化這一問題，提供一個新的解決方案，在不以犧牲機器人效率的前提下，充分保證作業(yè)安全的方法，提高了協(xié)作機器人的工作效率。

中國專利公告號CN104723350A于2015年6月24日公開了一種工業(yè)機器人安全防護智能控制方法及系統(tǒng)，該方法包括拍攝機器人周圍預(yù)設(shè)區(qū)域的檢測圖像；對當(dāng)前的檢測圖像進行待測目標識別；若在當(dāng)前的檢測圖像中識別出待測目標，則根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)計算待測目標的當(dāng)前位置及到機器人之間的當(dāng)前距離；將當(dāng)前位置和當(dāng)前距離按時間順序存儲到時間軸模塊中；根據(jù)當(dāng)前距離和當(dāng)前位置，以及時間軸模塊中的前一時間的前一距離和前一位置計算待測目標的移動速度；根據(jù)待測目標的當(dāng)前位置、當(dāng)前距離、移動速度及機器人的運動狀態(tài)數(shù)據(jù)確定待測目標與預(yù)設(shè)的危險區(qū)域及預(yù)設(shè)的安全區(qū)域之間的安全判斷關(guān)系；根據(jù)安全判斷關(guān)系控制機器人正常運行或停止運行或更改路徑，其能有效保證工作人員安全；但是該智能控制方法及系統(tǒng)僅僅只是考慮到機器人與工作人員的距離關(guān)系，并沒有考慮機器人的動作變化對安全區(qū)域及危險區(qū)域變化的影響，會出現(xiàn)將某一動作下的安全區(qū)域劃分為危險區(qū)域的情況，這樣會造成危險區(qū)域過大限制了工作人員的活動，也造成了空間的浪費，安全區(qū)域的設(shè)置不合理會導(dǎo)致人與協(xié)作機器人之間的配合無法達到最佳的效果，也不利于提高協(xié)作機器人的工作效率。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中人機協(xié)作系統(tǒng)及方法中安全區(qū)域劃分不合理造成人機協(xié)作無法達到最佳效果的問題，本發(fā)明提供了一種用于人機協(xié)作環(huán)境的路線指引系統(tǒng)，其根據(jù)機器人的實時位置信息、位置變化信息及實時動作信息、動作變化信息劃分不同等級的安全區(qū)域，并根據(jù)不同等級的安全區(qū)域設(shè)計移動體的移動路線，在保證人員安全的情況下最大效率利用空間，提高空間利用率，使移動體快速、安全和有效的通過機器人工作區(qū)域，使人與協(xié)作機器人之間的配合達到最佳效果，提高協(xié)作機器人的工作效率。

本發(fā)明還提供了一種用于人機環(huán)境的人機協(xié)作方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種用于人機協(xié)作環(huán)境的路線指引系統(tǒng)，所述人機協(xié)作環(huán)境可供至少一個機器人和至少一個移動體協(xié)同工作，

所述路線指引系統(tǒng)包括：

機器人方位探測單元，用于獲取所述機器人的位置信息及動作信息；

安全分區(qū)單元，根據(jù)所述機器人位置信息及動作信息，將所述人機協(xié)作環(huán)境實時劃分為具有不同安全等級的區(qū)域；