积的描述和便携式显示单元的位置和定向确定出移动安全容积的图形表示、将移动安全容积的图形表示叠加在机械单元的真实环境的视图上以提供合成的增强现实图像，和将增强现实图像显示在便携式显示单元上。优选地，移动安全容积基于关键部分的位置、速度和负载来确定。该实施例使得能够使移动安全容积的尺寸和位置在机械单元沿着已编程好的路径移动的情况下如何相对于机械单元的真实环境改变视觉化。该实施例使用户能够检测到在移动安全容积与机械单元的真实环境中的障碍物之间是否有碰撞。该实施例有助于关于与机械单元的环境中的固定障碍物的碰撞的已编程好的移动路径的验证。
[0021]移动安全容积代表与关键部分相距的在各方向上的最小安全距离，该安全距离应该被维持以便避免与机械单元的环境中的障碍物的碰撞。移动安全容积的尺寸和位置取决于针对机械单元的已编程好的路径。根据发明的该实施例，沿着已编程好的路径的移动安全容积的尺寸和位置被呈现在真实环境上面的图形视图上。机器人程序可以例如在真实机器人上执行，而针对机器人的关键部分的移动安全容积基于真实机器人的位置、速度和可能的负载来确定。围住真实机械单元的关键部分的移动安全容积的图形呈现被与机械单元的真实环境有关地呈现出。发明的该实施例使用户能够视觉上确定在移动安全容积与机械单元的环境中的诸如围栏或工作站等的障碍物之间是否有任何重叠。如果在移动安全区与障碍物之间有重叠，则存在着机械单元与障碍物之间的碰撞的风险。于是机械单元的路径必须被重新编程。因此，发明的该实施例使得能够关于在机械单元的真实环境中的碰撞验证已编程好的移动路径。
[0022]在发明的一个实施例中，呈现出仅当前移动安全容积。这意味着移动安全容积沿着已编程好的的路径在依赖于机械单元的位置和速度的真实环境中来回移动。在发明的可替代的实施例中，当前移动安全容积与沿着路径的先前确定出的移动安全容积一起被呈现出，并且还可能与待稍后在路径上执行的将来的移动安全容积一起被呈现出。因此，沿着路径的所有移动安全容积同时被呈现。该实施例对于编程者来说有助于关于机械单元的真实环境中的碰撞验证已编程好的移动路径。
[0023]根据发明的实施例，方法包括对针对机械单元的已编程好的移动路径进行仿真、基于仿真确定出沿着移动路径的关键部分的位置和速度，和基于确定出的关键部分的位置和速度确定出移动安全容积。优选地，还考虑关键部分的负载。取代在真实机械单元上执行移动程序，可以例如在机械单元的安全系统中对移动路径进行仿真，以便确定沿着移动路径的关键部分的位置、速度和负载。移动安全容积的尺寸和位置于是基于从仿真获得的关键部分的位置和速度来确定。该实施例使得能够在不使机械单元移动的情况下关于机械单元的真实环境中的碰撞验证已编程好的移动路径。移动安全容积的图形呈现在真实环境中沿着已编程好的路径移动，而机械单元不必移动。归因于机械单元不必移动的事实，对于用户来说在机械单元的环境中来回走动是安全的，并相应地对于用户来说易于检测移动安全容积与环境中的障碍物之间的重叠。因此，进一步有助于已编程好的路径的验证。
[0024]根据发明的实施例，方法包括基于关键部分的速度和负载计算出针对所述关键部分的安全距离，和基于计算出的安全距离确定出所述移动安全容积。安全距离是机械单元如果在已编程好的路径上的某一点处紧急停止时可以达到的在某一方向上的最大距离。
[0025]根据发明的实施例，所述容积中的至少一个是固定安全容积并且至少一个是移动安全容积，并且方法包括重复地基于安全容积的描述和便携式显示单元的位置和定向确定出固定安全容积和移动安全容积的图形表示、将固定安全容积和移动安全容积的图形表示叠加在环境的所述视图上以提供合成的增强现实图像，和将增强现实图像显示在便携式显示单元上。通过在与移动安全容积相同的视图中显示出固定安全容积，能够视觉上验证与移动路径有关的固定安全容积的位置。取决于固定与可移动安全容积之间的位置关系，对于用户来说能够检测固定安全容积的提高并且做出固定安全容积的必要的修改。因此，该实施例有助于与已编程好的移动路径有关的固定安全容积的位置的验证。
[0026]根据发明的实施例，方法包括检测与固定安全容积的图形表示的用户交互，并且基于所述检测到的用户交互修改已存储的固定安全容积的描述。交互可以例如在显示单元的屏幕上直接进行，或者在一副交互式眼镜前面的空气中通过手势进行。该实施例使得对于用户来说能够在安全容积的在线验证期间现场修改固定安全容积并相应地减少用于固定安全容积的验证和修改所需的时间。
[0027]根据发明的实施例，显示单元可以是透明的并允许用户透过显示单元看到真实世界。在该实施例中，显示单元优选地可以被集成到一副眼镜内。
[0028]根据发明的另一实施例，方法包括捕获真实机械单元及其环境的图像，并且将安全容积的图形表示登记在真实机械单元及其环的图像上以提供合成的增强现实图像。该实施例使得能够使用包括显示单元的诸如手持计算机或蜂窝电话等的便携式手持单元。然而，也可以将显示单元集成到一副眼镜内。
[0029]根据发明的另一实施例，基于安全容积的3D描述和便携式显示单元的位置和定向来确定出安全容积的2D图形表示，并且将安全容积的2D图形表示登记在真实机械单元及其环境的图像上以提供合成的增强现实图像。该实施例使得能够在显示单元上查看2D增强现实图像。
[0030]根据发明的一个方面，目的通过如权利要求10限定的装置来实现。
[0031]装置的特征在于它包括:被配置成存储安全容积的描述的储存单元、便携式显示单元、被配置成连续地确定出与世界坐标系有关的便携式显示单元的位置和定向的位置检测器、被配置成基于存储的安全容积的描述和便携式显示单元的位置和定向确定出安全容积的图形表示的图形单元，和被配置成将安全容积的图形表示叠加在真实世界的视图上以提供合成的增强现实图像并且将增强现实图像显示在便携式显示单元上的增强现实单元。
[0032]根据发明的实施例，装置包括被配置成获得机械单元的关键部分的位置和速度、基于关键部分的位置和速度确定出针对机械单元的关键部分的移动安全容积并且将与世界坐标系有关地限定出的移动安全容积的描述存储在所述存储单元中的描述发生器。关键部分的位置和速度例如可以从机械单元的控制单元或者从仿真器单元接收或获取。
[0033]根据发明的实施例，装置包括被配置成对针对机械单元的已编程好的移动路径进行仿真并且基于仿真确定出在移动路径的执行期间的关键部分的位置和速度的仿真单元，并且所述描述发生器被配置成从仿真单元获得关键部分的位置和速度并且基于获得的位置和速度确定出所述移动安全容积。
[0034]根据发明的实施例，所述存储单元被配置成存储具有与世界坐标系有关的固定位置的固定安全容积的描述，所述图形单元被配置成基于安全容积的描述和便携式显示单元的位置和定向确定出固定安全容积和移动安全容积的图形表示，并且增强现实单元被配置成使固定和移动安全容积的图形表示叠加在真实机械单元及其环境的视图上以提供合成的增强现实图像。
[0035]根据发明的实施例，装置包括被配置成检测与固定安全容积的图形表示的用户交互的交互单元，和被配置成基于检测到的与安全容积的图形表示的用户交互修改存储的固定安全容积的描述的修改单元。例如，显示单元可以包括被配置成检测与安全容积的图形表示的用户交互的触摸屏幕。
[0036]根据发明的实施例，装置包括被配置成捕获真实机械单元及其环境的图像的照相机，并且增强现实单元被配置成将安全容积的图形表示登记在真实机械单元及其环境的图像上以提供合成的增强现实图像。
[0037]根据发明的实施例，图形单元被配置成基于安全容积的3D描述和便携式显示单元的位置和定向确定出安全容积的2D图形表示，并且增强现实单元被配置成将安全容积的2D图形表示登记在真实机械单元及其环境的图像上以提供合成的增强现实图像。
[0038]根据发明的装置有利地用于针对工业机器人的安全容积的验证。
【附图说明】
[0039]现在将通过发明的不同实施例的描述并参照附图更加密切地说明发明。
[0040]图1示出包括机器人的机器人单元的示例。
[0041]图2示出显示了包括在图1所示机器人单元上面呈现出的固定安全容积的图形表示的增强现实图像的显示单元的示例。
[0042]图3示出根据发明的第一实施例的用于验证安全容积的装置的方框图。
[0043]图4示出根据发明的第一实施例的用于验证安全容积的方法的框图。
[0044]图5示出移动安全容积的沿着移动路径的图形呈现的示例。
[0045]图6示出根据发明的第二实施例的用于验证安全容积的装置的方框图。
[0046]图7示出根据发明的第二实施例