[发明专利]用于动态路径规划的状态机

权利要求书

1.一种用于动态规划工业机器人的路径的方法，所述方法包括：

提供具有处理器和存储器的状态机计算系统，所述状态机计算系统被配置为运行包括跟踪路径状态、改变速度状态和重新规划路径状态的状态机算法；

提供传感器系统，所述传感器系统包括被配置为检测所述机器人的工作空间中的物体的至少一个传感器，所述传感器系统向所述状态机计算系统提供信号；以及

使用所述状态机计算系统连续计算所述机器人上的工具要遵循的路径，包括基于来自所述传感器系统的所述信号识别工作空间物体数据，控制所述工具在所述跟踪路径状态中的当前路径上的移动，基于所述物体数据在必要时转换到所述改变速度状态，使用所述当前路径以新速度从所述改变速度状态转换到所述跟踪路径状态或转换到所述重新规划路径状态，以及使用新路径或原始路径从所述重新规划路径状态转换到所述跟踪路径状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个传感器包括照相机、雷达传感器、LiDAR传感器、超声波传感器或红外传感器中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，识别工作空间物体数据包括识别所述工作空间中的任何物体的大小和位置，所述物体包括人、车辆、移动机器人或其他机器。

4.根据权利要求3的方法，其中，识别工作空间物体数据还包括识别在所述工作空间中任何物体的速度。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述物体数据在必要时转换到所述改变速度状态包括基于物体接近所述机器人的路径来确定需要机器人速度降低，以及基于物体离开所述工作空间来确定机器人速度增加是适当的。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述改变速度状态包括基于所述物体数据设置新的机器人速度，并确定是否需要路径改变，其中当不需要路径改变时发生到所述跟踪路径状态的转换，而当需要路径改变时发生到所述重新规划路径状态的转换。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述改变速度状态在确定需要路径改变并且转换到所述重新规划路径状态之前降低所述机器人速度。

8.根据权利要求1的方法，其中所述重新规划路径状态包括基于所述工作空间物体数据开始规划新路径，确定是否有任何先前检测到的物体已经离开所述工作空间，以及确定所述新路径是否被计算并准备好使用。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，规划所述新路径包括使用基于当前机器人配置、目标机器人配置和所述工作空间物体数据的路径规划例程来计算所述新路径，或者选择存储在存储器中的先前计算的路径。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，当任何先前检测到的物体已经离开所述工作空间时，选择所述原始路径并且发生到所述跟踪路径状态的转换，并且当所述新路径准备好被使用时，选择所述新路径并且发生到所述跟踪路径状态的转换。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述状态机算法还包括在所述状态机计算系统启动时进入的初始化状态，并且当所述计算系统准备操作所述机器人时，所述初始化状态转换到所述跟踪路径状态。

12.一种用于动态规划工厂自动化设备的路径的方法，所述方法包括使用状态机计算系统连续计算所述设备上的工具要遵循的路径，包括基于来自传感器系统的信号识别工作空间物体数据，控制所述工具在跟踪路径状态中的当前路径上的移动，基于所述物体数据在必要时转换到改变速度状态，使用所述当前路径以新速度从所述改变速度状态转换到所述跟踪路径状态或者转换到重新规划路径状态，以及使用新路径或原始路径从所述重新规划路径状态转换到所述跟踪路径状态。