[发明专利]使用增强现实可视化和修改操作界定区域

权利要求书

1.一种用于可视化和修改机器操作区域的系统，所述系统包括：

能在工作单元中操作的机器；

与所述机器通信的机器控制器，所述控制器包括处理器和存储器并配置有用于控制所述机器的操作的机器控制软件；以及

与所述机器控制器通信的增强现实(AR)装置，所述AR装置具有一个或多个相机、多个位置跟踪传感器并具有显示器，所述AR装置进一步包括被配置为运行AR区域软件应用程序的处理器和存储器；

其中，所述AR区域软件应用程序提供的特征包括：

建立所述AR装置相对于工作单元坐标系的位置和取向；

随着所述AR装置移动，连续跟踪所述AR装置相对于所述工作单元坐标系的所述位置和取向；

创建、显示和修改一个或多个操作区域，包括提供叠加在所述机器人和所述工作单元中的其它物理项目的图像上的所述操作区域的虚拟显示，其中，所述操作区域中的每个操作区域都包括用于定义操作区域位置、大小和形状的控制点；

检查操作区域、所述机器的部件和所述工作单元中的所述其它物理项目之间的干扰，包括检查所述机器通过预定义运动程序移动时的干扰；以及

将所述操作区域传输到所述机器控制器，以在机器操作期间随后使用。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述AR装置是由用户佩戴的头戴式耳机设备。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述操作区域的所述控制点能经由用户手势来操纵，其中，所述用户经由所述手势来选择和移动所述控制点。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述AR装置是由用户持有的智能电话、平板计算装置或机器人示教器。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，建立所述AR装置相对于所述工作单元坐标系的位置和取向包括分析具有已知设计并放置在所述工作单元坐标系中的已知位置处的视觉标记的图像。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述操作区域包括如下中的一个或多个：描述所述工作单元内的固定空间的安全区域，描述所述机器人的部件周围的空间区域的干扰检查区域，以及描述允许的关节位置范围的关节位置检查区域。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述安全区域能被配置为定义所述机器必须保留在其内的空间的许可区域，或者能被配置为定义所述机器不能进入其内的空间的禁止区域。

8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述干扰检查区域的形状能相对于关节中心位置定义，所述关节中心位置是所述AR区域软件应用程序已知的，并且能从所述AR区域软件应用程序中选择。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述操作区域的形状包括点、线、平面、多面体体积、棱柱体体积、球状体积和具有任选的半球形端部的圆柱体体积。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述位置跟踪传感器包括一个或多个陀螺仪和一个或多个加速度计，其中，所述传感器向所述AR装置中的所述处理器提供信号，从而能够连续计算所述AR装置的位置和取向的变化。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述操作区域的所述虚拟显示是基于所述AR装置的位置和取向的所述变化而连续地更新。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，检查干扰包括在检测到干扰时改变所述操作区域的所述虚拟显示，包括改变被违规的操作区域的颜色，以及在视觉上突出显示所述干扰发生的位置。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述机器是工业机器人。