用于检查机器人的安全区域的方法技术

一种用于由增强现实人机界面的用户检查机器人的安全区域的方法，其中，AR‑HMI包括显示器和摄像机，包括以下步骤：在AR‑HMI处获取机器人的机器人类型，在AR‑HMI的显示器中显示该类型的机器人的至少一部分的虚拟机器人图像，虚拟机器人图像的显示在AR‑HMI的显示器中覆盖了AR‑HMI的摄像机的真实图像，真实图像包括该类型的机器人的真实机器人图像，通过对AR‑HMI进行空间移动来使虚拟机器人图像与真实机器人图像位置对准，用户向AR‑HMI确认虚拟机器人图像和真实机器人图像之间的位置对准，在AR‑HMI显示器中，在虚拟机器人图像周围在确认位置显示虚拟第一安全单元区域作为真实图像的覆盖。

【技术实现步骤摘要】
用于检查机器人的安全区域的方法
本专利技术涉及一种用于检查机器人的安全区域的方法。
技术介绍
计算机的输入和/或输出界面以“人机界面”(HMI)的名称为人所知。除了诸如屏幕、键盘和鼠标之类的经典设备外，近来还已知可以将类似于眼镜的移动设备和输出设备放置在头部上，特别是用于显示和/或与虚拟世界或虚拟现实(VR)或与扩展现实、增强现实(AR)的交互。现代工业机器人可以包括计划的安全配置，该安全配置涉及相应的机器人并且可以存储在该机器人处。安全配置可以包括部分对象，这些部分对象通过不同的三维几何形式来描述机器人周围或机器人特定点周围的安全相关空间或单元。对于专员，机器人编程人员，工厂或操作人员，肉眼看不到用于限制机器人最大工作空间的规定安全计划。在此，可以区分以下类型的具有安全配置或几何形状的部分对象：首先是这样的几何对象，其用于进一步的成形和定位的参考点位于机器人基座中，即安全单元空间或安全单元区域，在此基础上，是工作空间和受保护空间；其次是这样的几何对象，其用于进一步成形和定位的参考点位于机器人的凸缘中心点，即位于安装有工具的机器人的端点处，即安全工具空间或“安全工具”。目前，工业机器人的相应安全计划既可以在机器人的操作手持机上以图形方式显示，也可以通过适当的仿真软件在计算机上以图形方式显示。第二种选择的优点是，不仅机器人本身，而且整个机器人单元都可以馈入到图解说明中。用于显示在机器人处计划的安全配置的当前存在的两种可能性的缺点是，它们不支持真实机器人单元的任何直接环境。结果，对工业机器人的安全计划的评估目前是一个非常耗时的过程，因为具有影响的所有相关值(例如机器人及其安全计划)、分离保护性装备(例如安全栅栏和安全门)以及机器人单元的其他对象必须转移到虚拟安装模型中。甚至虚拟安装模型不能确切地对应于物理上存在的机器人单元这一事实，也会在验证和确认所计划的安全配置方面留下残留的模糊性和不确定性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种用于检查机器人的安全区域的方法，该方法优化了检查和/或接受工业机器人的安全计划的工作流程。该目的通过一种用于由增强现实人机界面(AR-HMI)的用户检查具有AR-HMI的机器人的安全区域的方法来实现，其中，AR-HMI包括显示器和摄像机，其中该方法包括以下步骤：-在AR-HMI处获取机器人的机器人类型，-在AR-HMI的显示器中显示该机器人类型的机器人的至少一部分的虚拟机器人图像，优选地直到机器人轴2的机器人基座的区域，-其中，虚拟机器人图像的显示在AR-HMI的显示器中覆盖了AR-HMI的摄像机的真实图像，-其中，真实图像包括该机器人类型的机器人的真实机器人图像，-其中，通过AR-HMI、特别是AR-HMI的摄像机在空间中的移动，用户将虚拟机器人图像与真实机器人图像进行位置对准，-其中用户向AR-HMI确认虚拟机器人图像和真实机器人图像之间的位置对准，和/或AR-HMI识别/确认位置对准，-在AR-HMI显示器中，在虚拟机器人图像周围在确认位置中显示虚拟第一安全单元区域，作为真实图像的覆盖。根据本专利技术，使用增强现实设备或混合现实设备和软件。通过使用AR-HMI，优选地包括数据眼镜，特别优选地来自Microsoft的HoloLens系统，将工业机器人的软件中存在的虚拟安全单元区域(特别是安全计划或计划的安全配置)投影到物理存在的机器人单元中或覆盖在其上，在该物理存在的机器人单元中安装有对应的机器人。为了获得最佳的覆盖效果并因此正确显示安全单元区域，AR-HMI的用户可以通过更改真实的摄像机图像和因此真实的机器人图像来对准或比较显示给他的虚拟机器人图像，直到两个图像之间存在位置对准，然后向AR-HMI确认该对准。通道地，AR-HMI还可以自主地识别或确认位置对准。因此可以实现对象的对准的自动的、尤其是基于图片的和/或基于轮廓的识别和/或确认。在此，将与机器人及其安全区域有关的虚拟数据与机器人的物理安装进行比较，以便可以显示安全单元区域的确切真实位置。在AR-HMI的显示器中，在虚拟机器人图像周围在确认位置中向用户显示虚拟第一安全单元区域，作为真实图像的覆盖。然后，用户可以使用AR-HMI在机器人周围在空间中移动，优选以任何所需的方式移动，并可以参考显示的虚拟安全单元区域评估真实存在的对象。这样，使用者可以确定存在的实际间隙或由于与安全区域的间隙(这些间隙不存在或过低)而导致的实际问题。通过机器人控制器方面的软件措施，这种方法还有助于建立对工业机器人最大可能工作空间的安全限制，而不是像现在那样通过机器人的轴上的固定机械挡块来限制最大可能工作空间。因此，通过根据本专利技术的解决方案，可以可视化借助于AR-HMI，例如借助于来自Microsoft的HoloLens的工业机器人的安全空间，特别是安全计划。可以通过AR-GUI，特别是通过MicrosoftHoloLens，将在工业机器人上生成并通常仅存储在其中的安全配置计划的三维几何对象与实际机器人单元结合起来。通过将在机器人处通过软件计划的安全配置与安装于有其的物理存在的机器人单元相结合，可以克服前述在安全单元的作用力和模糊性方面的缺点。术语“机器人”和“机器人图像”在此可以专门涉及整个机器人的位置固定的部分，尤其是机器人的底座。在从属权利要求，说明书和附图中给出了本专利技术的进一步发展。为了能够显示安全单元区域的确切真实位置，如前所述，将有关机器人及其安全区域的虚拟数据与机器人的物理安装进行了比较。这种比较(位置匹配)足以显示安全单元区域/空间(尤其是第一和第二安全单元区域)，工作空间和/或受保护空间。可选地，特别是在读取机器人的轴位置、优选是机器人的轴1的轴位置之后，在虚拟第一和/或第二安全单元区域和/或工作空间和/或受保护空间的图示中可以考虑真实机器人的至少一个当前轴位置。虚拟第一安全单元区域优选地基本上具有立方体或长方体或棱柱的形状。安全单元区域的平面图可以有四个以上的角点。在AR-HMI处对机器人的机器人类型的获取优选是通过用AR-HMI的摄像机捕获机器人类型的物理标识符，或者用户在AR-HMI处选择机器人类型来进行的。机器人类型的物理标识符可以是机器人类型的字母数字标签或例如QR码。除了虚拟第一安全单元区域之外，虚拟第二安全单元区域优选地在AR-HMI的显示器中在虚拟机器人图像周围在确认位置中显示，作为真实图像的覆盖，其中第二安全单元区域具有距第一安全单元区域的可由用户自由配置的限定距离。虚拟第二安全单元区域优选地具有与虚拟第一安全单元区域相同的形状。虚拟第二安全单元区域可以涉及安全性进一步提高的区，例如以便能够考虑系统的关闭延迟或惯性。优选地，第一和第二安全单元区域都可以随意显示或隐藏。优选地，计划的安全配置由AR-HMI从数据存储器中读取或被发送到AR-HMI，从而可以基于计划的安全配置来创建虚拟第一安全单元区域。优选地，AR-HMI包括至少一个固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于由增强现实人机界面(AR-HMI)的用户检查具有AR-HMI的机器人(1)的安全区域的方法，其中，AR-HMI包括显示器和摄像机，其中所述方法包括以下步骤：/n-在AR-HMI处获取机器人(1)的机器人类型(B1，D)，/n-在AR-HMI的显示器中显示该机器人类型的机器人的至少一部分的虚拟机器人图像，/n-其中，虚拟机器人图像的显示在AR-HMI的显示器中覆盖了AR-HMI的摄像机的真实图像，/n-其中，真实图像包括该机器人类型的机器人(1)的真实机器人图像，/n-其中，通过对AR-HMI进行空间移动来使虚拟机器人图像与真实机器人图像进行位置对准(E)，/n-其中用户向AR-HMI确认虚拟机器人图像和真实机器人图像之间的位置对准，和/或AR-HMI识别/确认位置对准，/n-在AR-HMI显示器中，在虚拟机器人图像周围在确认位置中显示虚拟第一安全单元区域(2)(F)，作为真实图像的覆盖。/n

【技术特征摘要】
20200205 DE 102020201375.61.一种用于由增强现实人机界面(AR-HMI)的用户检查具有AR-HMI的机器人(1)的安全区域的方法，其中，AR-HMI包括显示器和摄像机，其中所述方法包括以下步骤：
-在AR-HMI处获取机器人(1)的机器人类型(B1，D)，
-在AR-HMI的显示器中显示该机器人类型的机器人的至少一部分的虚拟机器人图像，
-其中，虚拟机器人图像的显示在AR-HMI的显示器中覆盖了AR-HMI的摄像机的真实图像，
-其中，真实图像包括该机器人类型的机器人(1)的真实机器人图像，
-其中，通过对AR-HMI进行空间移动来使虚拟机器人图像与真实机器人图像进行位置对准(E)，
-其中用户向AR-HMI确认虚拟机器人图像和真实机器人图像之间的位置对准，和/或AR-HMI识别/确认位置对准，
-在AR-HMI显示器中，在虚拟机器人图像周围在确认位置中显示虚拟第一安全单元区域(2)(F)，作为真实图像的覆盖。


2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，为了显示虚拟第一安全单元区域(2)和/或第二安全单元区域和/或工作空间和/或受保护空间，特别是用于在机器人基座中定位参考坐标系，考虑实际机器人的至少一个当前轴位置，优选机器人的轴1的轴位置。


3.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，虚拟第一安全单元区域(2)基本上具有立方体或长方体或棱柱的形状。


4.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，在AR-HMI处对机器人(1)的机器人类型的获取(B1)是通过用AR-HMI的摄像机捕获机器人类型的物理标识符，或者用户在AR-HMI...

【专利技术属性】
技术研发人员：A休伯，T库科维克，C蒙沙因，
申请(专利权)人：马格纳斯泰尔汽车技术两合公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT