安全检测装置及包括安全检测装置的安全检测系统的制作方法

本公开涉及一种安全检测装置以及包括该安全检测装置的安全检测系统。

背景技术：

1、本节中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息而不构成现有技术。

2、近年来，已经使用机器人来执行各种任务。这些机器人包括可以为电动车辆的电池充电的充电机器人。充电机器人可以设置有在其一端具有充电端口的机器人臂，并且机器人臂可以移动使得充电端口连接至电动车辆。

3、当机器人臂移动时，位于机器人周围的外部对象(例如，人)可能会与机器人臂碰撞。因此，可能期望提供一种安全检测装置，其可以通过防止人与机器人臂之间的碰撞来促进人的安全。

4、例如，即使每当在不存在与机器人碰撞的可能性的区域(例如，检测区域)中检测到外部对象时，传统的安全检测装置也会停止机器人的操作。因为即使在外部对象位于不可能与机器人碰撞的区域时机器人的操作也会停止，所以机器人执行任务的效率由于机器人的操作不必要停止而下降。

技术实现思路

1、本公开旨在解决现有技术中出现的上述问题，同时保持现有技术的优点不变。

2、本公开的一方面提供了一种安全检测装置，其可以基于机器人的状态确定最佳检测区域以防止机器人的移动操作不必要地停止。

3、待由本公开解决的技术问题不限于上述问题，并且本公开所属领域的普通技术人员根据下列描述应当清楚地理解在本文中没有提到的任何其他技术问题。

4、根据本公开的一方面，一种安全检测装置包括检测器和控制器，检测器检测位于检测区域中的外部对象，控制器基于是否与在特定移动区域中移动的机器人通信来确定检测区域。具体地，控制器被配置为在不与机器人进行通信的非通信状态下将检测区域确定为预设的初始检测区域。控制器进一步被配置为在与机器人进行通信的通信状态下，基于机器人的姿势信息、机器人的操作信息及其组合中的任意一项来确定检测区域。

5、此外，当控制器处于通信状态时，控制器可以基于机器人的姿势信息确定检测区域中的危险检测区域。当彼此交叉的两个参考平面被定义为x平面和y平面时，危险检测区域可以包括位于x平面和机器人的靠近x平面的第一侧之间的第一危险检测区域，以及位于y平面和机器人的靠近y平面的第二侧之间的第二危险检测区域。

6、此外，当将从x平面面向机器人的方向定义为+y方向，将从y平面面向机器人的方向定义为+x方向，并且将限定第一危险检测区域沿+y方向的一侧的参考平面定义为x1平面时，由x平面和x1平面定义的相对于机器人的当前姿势的第一角度通过如下等式1计算：

7、[等式1]

8、

9、其中：a1为第一角度，ymin为机器人沿-y方向的一端与x平面之间的间距，yoffset为第一y偏差校正值，xmax为机器人沿+x方向的一端与y平面之间的间距，并且xoffset为第一x偏差校正值。

10、此外，机器人可以被配置为对车辆进行充电，并且当作为充电目标的车辆设置在安全检测装置沿+x方向的一侧时，y平面与车辆之间的间距可以大于机器人沿+x方向的一端与y平面之间的间距和第一x偏差校正值之和。

11、此外，x1平面可以从检测器沿+x方向延伸第一长度以相对于x平面倾斜第一角度，并且相对于机器人的当前姿势的第一长度可以通过如下等式2计算：

12、[等式2]

13、

14、其中：l1为第一长度，ymin为机器人沿-y方向的一端与x平面之间的间距。

15、此外，从x平面面向机器人的方向可以定义为+y方向，从y平面面向机器人的方向可以定义为+x方向，并且限定第二危险检测区域沿+x方向的一侧的参考平面可以被定义为y1平面，由y平面和y1平面定义的相对于机器人的当前姿势的第二角度可以通过如下等式3计算：

16、[等式3]

17、

18、其中：a2为第二角度，xr为机器人主体中心与y平面之间的间距，xoffsetr为第二x偏差校正值，yr为机器人主体中心与x平面之间的间距，并且yoffsetr为第二y偏差校正值。

19、此外，y1平面可以从检测器沿+y方向延伸第二长度以相对于y平面倾斜第二角度，并且相对于机器人的当前姿势的第二长度可以通过如下等式4计算：

20、[等式4]

21、

22、其中，l2为第二长度。

23、此外，控制器可以被配置为在控制器处于通信状态并且机器人处于非操作状态时，基于机器人的当前姿势信息来确定危险检测区域。控制器进一步被配置为在控制器处于通信状态并且机器人被调度操作以定位在目标姿势时，基于操作调度的姿势信息(即，机器人的目标姿势信息)来确定危险检测区域。

24、此外，控制器可以被配置为在机器人操作时，当检测器在基于操作调度的姿势信息确定的危险检测区域中检测到外部对象时，停止机器人的操作。

25、此外，控制器可以被配置为在机器人对车辆充电时，当检测器在基于当前姿势信息的危险检测区域中检测到外部对象时，停止机器人的充电。

26、此外，危险检测区域可以与移动区域的一部分重叠。

27、此外，安全检测装置可以进一步包括输出部件，该输出部件由控制器控制以基于控制器是否与机器人通信以及检测器的检测结果来输出视觉信息和听觉信息。

28、此外，检测器可以包括安全传感器和旋转模块，安全传感器检测位于距检测器特定距离内的外部对象，旋转模块使安全传感器围绕沿上/下方向延伸的旋转轴旋转，并且在旋转模块使安全传感器旋转的方向被定义为旋转方向时，并且在检测区域沿旋转方向的一侧与相对侧所限定的角度被定义为阈值角度时，旋转模块可以使安全传感器在阈值角度或更小的旋转角度范围内旋转。

29、此外，安全传感器可以包括光敏传感器、lidar传感器、超声波传感器或图像传感器中的至少一种。

30、根据本公开的另一方面，一种安全检测系统包括在特定移动区域中移动的机器人以及包括检测位于检测区域中的外部对象的检测器的安全检测装置。安全检测装置进一步包括：控制器，基于是否与机器人通信来确定检测区域。机器人包括机器人主体和连接到机器人主体以可移动并确定机器人的姿势的机器人臂。控制器可以被配置为在与机器人进行通信的通信状态下，基于机器人的姿势信息、机器人的操作信息及其组合中的任意一项来确定检测区域。

31、此外，当控制器处于通信状态时，控制器可以基于机器人的姿势信息确定检测区域中的危险检测区域，机器人的移动区域被x平面和y平面划分，x平面和y平面是经过检测器并相互交叉的两个参考平面。危险检测区域可以包括位于机器人靠近x平面的一侧与x平面之间的第一危险检测区域。机器人可以被配置为对车辆进行充电，当从y平面面向机器人的方向被定义为+x方向，并且在作为充电目标的车辆设置在机器人的沿+x方向的一侧时，y平面与车辆的沿+x方向的一侧之间的间距可以大于第一危险检测区域的一侧与y平面之间的间距。

技术特征：

1.一种安全检测装置，包括：

2.根据权利要求1所述的安全检测装置，其中，

3.根据权利要求2所述的安全检测装置，其中当将从所述x平面面向所述机器人的方向定义为+y方向，将从所述y平面面向所述机器人的方向定义为+x方向，并且将限定所述第一危险检测区域沿+y方向的一侧的参考平面定义为x1平面时，

4.根据权利要求3所述的安全检测装置，其中，所述机器人对车辆充电，并且

5.根据权利要求3所述的安全检测装置，其中，所述x1平面从所述检测器沿所述+x方向延伸第一长度以相对于所述x平面倾斜所述第一角度，并且

6.根据权利要求2所述的安全检测装置，其中当将从所述x平面面向所述机器人的方向定义为+y方向，将从所述y平面面向所述机器人的方向定义为+x方向，并且将限定所述第二危险检测区域沿所述+x方向的一侧的参考平面定义为y1平面时，

7.根据权利要求6所述的安全检测装置，其中所述y1平面从所述检测器沿所述+y方向延伸第二长度以相对于所述y平面倾斜所述第二角度，并且

8.根据权利要求2所述的安全检测装置，其中所述控制器：

9.根据权利要求8所述的安全检测装置，其中所述控制器：

10.根据权利要求8所述的安全检测装置，其中所述控制器：

11.根据权利要求2所述的安全检测装置，其中所述危险检测区域与所述机器人的移动区域的一部分重叠。

12.根据权利要求1所述的安全检测装置，进一步包括：

13.根据权利要求1所述的安全检测装置，其中，所述检测器包括：

14.根据权利要求13所述的安全检测装置，其中所述安全传感器包括光敏传感器、lidar传感器、超声波传感器或图像传感器中的至少一种。

15.一种安全检测系统，包括：

16.根据权利要求15所述的安全检测系统，其中，当所述控制器处于所述通信状态时，所述控制器基于所述机器人的姿势信息确定所述检测区域中的危险检测区域，

技术总结
本发明涉及一种安全检测装置及包括安全检测装置的安全检测系统。该安全检测装置包括检测器和控制器，检测器检测位于检测区域中的外部对象，控制器基于是否与在特定移动区域中移动的机器人通信来确定检测区域。控制器被配置为在未与机器人进行通信的非通信状态下，将检测区域确定为预设的初始检测区域，并且进一步在与机器人进行通信的通信状态下基于机器人的姿势信息、机器人的操作信息及其组合中的任意一项确定检测区域。

技术研发人员：俞化雄,南气晕,金智琇,尹炳淏,申勇澈
受保护的技术使用者：现代自动车株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/12/17