eines Robotereinsatzes an einen Arbeitsprozess

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Robotersystem zum Anpassen eines Robotereinsatzes an einen Arbeitsprozess.

Robotersysteme unterschiedlichster Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. So offenbart die Druckschrift DE 10 2016 216 441 AI ein Robotersystem, bei dem unterschiedliche Grade einer Wechselwirkung zwischen einem Roboter und einem Benutzer ermöglicht werden. Nachteilig an derartigen Systemen ist, dass ein Arbeits- bzw. Überwachungsraum im Allgemeinen starr fixiert ist und somit keine prozessbezogene Regelung erfolgen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Robotersystem zu entwickeln, das den genannten Nachteil vermeidet, mit dem also eine prozessbezogene Anpassung eines Robotereinsatzes möglich ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und ein Robotersystem nach Anspruch 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Bei einem Verfahren zum Anpassen eines Robotereinsatzes an einen Arbeits- prozess, an dem ein Roboter und ein menschlicher Nutzer gemeinsam beteiligt sind, ist eine Prozessverwaltungseinheit beteiligt, die eine durchzuführende Prozessaufgabe auswählt oder anhält und einen aktuellen Zustand, der von dem Roboter und dem menschlichen Nutzer durchzuführenden Prozessaufgabe sowie ein Sicherheitsniveau der Prozessaufgabe beurteilt. In einer Steuereinheit, die den Roboter steuert, sind Musteraufgaben gespeichert, die von dem Roboter und dem menschlichen Nutzer gemeinsam durchgeführt werden können. Mindestens eine der Musteraufgaben wird als die durchzuführende Prozessaufgabe von der Steuereinheit nach Maßgabe der Prozessverwaltungseinheit ausgewählt. Eine Raumverwaltungseinheit modelliert adaptiv mindestens einen multischichtigen dynamischen Überwachungsraum, in dem sich zumindest der Roboter befindet, in Abhängigkeit von der durchzuführenden Prozessaufgabe. Diese Modellierung erfolgt basierend auf Messdaten mindestens eines Sensors, der den multischichtigen dynamischen Überwachungsraum definiert und überwacht. Die Raumverwaltungseinheit definiert außerdem mindestens eine Randbedingung für das Durchführen und mindestens eine Randbedingung für das Erledigen der Prozessaufgabe. Durch eine Zustandsauswerteeinheit werden ein aktueller Zustand der Prozessaufgabe und ein aktuelles Sicherheitsniveau der Prozessaufgabe ermittelt und ein Erfüllen der Randbedingung, d. h. der Randbedingung für das Durchführen der Prozessaufgabe und der Randbedingung für das Erledigen der Prozessaufgabe, durch ein Einordnen des aktuellen Zustands der Prozessaufgabe und des Sicherheitsniveaus der Prozessaufgabe in dem multischichtigen dynamischen Überwachungsraum durch die Prozessverwaltungseinheit überprüft und in eine Kategorie in Abhängigkeit von der Einordnung die Prozessaufgabe einsortiert.

Durch die Kategorisierung anhand des aktuellen Zustands, d. h. inwieweit die jeweilige Prozessaufgabe bereits abgeschlossen ist, und ein Sicherheitsniveau, das in einer Interaktion des Roboters mit dem menschlichen Nutzer zusam- menhängt, kann eine zuverlässige Klassifizierung durchgeführt werden, anhand derer der Fortgang des Verfahrens an den Ist-Zustand angepasst werden kann. Da die Prozessaufgabe sich aus mindestens einer, typischerweise jedoch mehreren Musteraufgaben zusammensetzt, kann ein Status der gestellten Prozessaufgabe jederzeit einfach bestimmt werden.

Dies erfolgt typischerweise in eine von vier Kategorien, wobei eine erste Kategorie diejenigen Aufgaben umfasst, bei denen die Randbedingungen der Prozessaufgabe, die gemeinsam von dem Roboter und dem menschlichen Nutzer durchgeführt wird, nicht oder nicht mehr erfüllt werden können, sodass die

Prozessverwaltungseinheit die Prozessaufgabe stoppt. In einer zweiten Kategorie sind vorzugsweise diejenigen Aufgaben zusammengefasst, bei denen die Randbedingungen der Prozessaufgabe, die gemeinsam von dem Roboter und dem menschlichen Nutzer durchgeführt wird, zeitweise nicht erfüllt werden können, aber in einem definierten Zeitraum wieder erfüllt werden können, sodass die Prozessverwaltungseinheit die Prozessaufgabe zeitweise anhält. Die Aufgaben, bei denen die Randbedingung der Prozessaufgabe, die gemeinsam von dem Roboter und dem menschlichen Nutzer durchgeführt wird, für das Durchführen der Prozessaufgabe erfüllt wird, aber die Randbedingung der Prozessaufgabe für deren Erledigung nicht erfüllt wird, können die dritte Kategorie bilden, bei der die Prozessverwaltungseinheit die Prozessaufgabe durchführt. Schließlich kann eine vierte Kategorie vorgesehen sein, bei der die Randbedingung der Prozessaufgabe für das Erledigen der Prozessaufgabe erfüllt wird, sodass die Prozessverwaltungseinheit die Prozessaufgabe abschließt und eine nachfolgende Prozessaufgabe auswählt oder eine Auswahl von Prozessaufgaben stoppt. Unter dem Begriff "multischichtig" oder "mehrschichtig" soll dabei verstanden werden, dass mehrere Parameter zum Überwachen herangezogen werden. Die Musteraufgabe umfasst ein Aufnehmen eines Objekts, ein Ablegen des

Objekts, ein Bewegen des Objekts, ein Bewegen des Roboters, ein Transportieren des Objekts, ein Festhalten des Objekts und bzw. oder ein Übergeben des Objekts, sodass alle wesentlichen, ein im multischichtigen dynamischen Überwachungsraum befindliches Objekt betreffenden Aufgaben definiert sind. Der multischichtige dynamische Überwachungsraum wird typischerweise aus mindestens einer dreidimensionalen Geometriekomponente generiert, die dem Roboter, Teilen des Roboters und bzw. oder mindestens einem weiteren Objekt im multischichtigen dynamischen Überwachungsraum von der Raum- Verwaltungseinheit zugeordnet wird. Der multischichtige dynamische Überwachungsraum kann daher aus einer oder mehreren dreidimensionalen Geometriekomponenten bestehen, wobei sich jede der Geometriekomponenten in beliebiger Lage im Raum befinden kann und von der Raumverteilungseinheit dem Roboter, Teilend es Roboters und bzw. oder dem weiteren Objekt zugeordnet wird. Hierdurch kann eine flexible Anpassung des multischichtigen dynamischen Überwachungsraums an den jeweiligen Prozess erfolgen. Typischerweise werden mehrere dieser dreidimensionalen Geometriekomponenten zugeordnet, sodass einerseits der zu überwachende Raum an den Roboter bzw. das jeweilige Objekt angepasst wird, wobei auch ein Nutzer mit einer derartigen dreidimensionalen Geometriekomponente versehen werden kann.

Andererseits kann bei zeitlichen Veränderungen des Objekts, dem die dreidimensionale Geometriekomponente zugeordnet wurde, diese Zuordnung an den aktuellen Zustand angepasst werden. Ein von dem multischichtigen dy- namischen Überwachungsraum belegter Raumabschnitt kann anhand der dem Roboter zugeordneten dreidimensionalen Geometriekomponente mittels mindestens eines Gelenkwinkels eines Robotergelenks des Roboters von der Raumverwaltungseinheit bestimmt werden. Hierdurch wird eine zuverlässige Detektion des Roboters und seiner räumlichen Ausrichtung ermöglicht.

Typischerweise erfolgt eine Abschätzung eines zukünftig von dem multischichtigen dynamischen Überwachungsraum belegten Raumabschnitts anhand der dem Roboter zugeordneten dreidimensionalen Geometriekomponente mittels mindestens eines aktuellen Gelenkwinkels und einer aktuellen Gelenk- Winkelgeschwindigkeit eines Robotergelenks des Roboters, wobei die Abschätzung durch die Raumverwaltungseinheit bestimmt wird. Dies erlaubt es, auch im zeitlichen Verlauf zu erwartende Posen des Roboters im Lauf des anzupassenden Verfahrens zu antizipieren.

Eine Ausdehnung und eine Lage des multischichtigen dynamischen Überwachungsraums während des Durchführens der Prozessaufgabe können durch Ermitteln des von der dem Roboter zugeordneten Geometriekomponente belegten Raumabschnitts von der Raumverwaltungseinheit angepasst werden, um auch den zu überwachenden multischichtigen dynamischen Überwachungsraum an das ablaufende Verfahren anzupassen.

Vorzugsweise ist die Randbedingung für das Durchführen oder die Randbedingung für das Erledigen der Prozessaufgabe aus dem Zustand der Prozessaufgabe und bzw. oder dem Sicherheitsniveau der Prozessaufgabe ausgewählt.

Ein Robotersystem zum Anpassen eines Robotereinsatzes an einen Arbeits- prozess, an dem ein Roboter und ein menschlicher Nutzer gemeinsam beteiligt sind, weist den Roboter, eine Prozessverwaltungseinheit, eine Steuereinheit, eine Raumverwaltungseinheit, eine Zustandsauswerteeinheit und einen Sensor auf. Die Prozessverwaltungseinheit dient zum Auswählen oder Anhalten einer durchzuführenden Prozessaufgabe sowie zum Beurteilen eines aktuellen Zustands der von dem Roboter und dem menschlichen Nutzer durchzuführenden Prozessaufgabe und eines Sicherheitsniveaus der Prozessaufgabe. Die Steuereinheit ist eingerichtet zum Ansteuern des Roboters, wobei in der Steuereinheit Musteraufgaben, die von dem Roboter und dem menschlichen Nutzer gemeinsam durchgeführt werden können und sollen, gespeichert sind. Die Steuereinheit ist hierbei zum Auswählen mindestens einer der Musteraufgaben als der durchzuführenden Prozessaufgabe von der Steuereinheit nach Maßgabe der Prozessverwaltungseinheit ausgebildet.

Zum adaptiven Modellieren mindestens eines multischichtigen dynamischen Überwachungsraums, in dem sich zumindest der Roboter befindet, in Abhängigkeit von der durchzuführenden Prozessaufgabe basierend auf Messdaten des mindestens einen Sensors, ist die Raumverwaltungseinheit eingerichtet. Der Sensor definiert und überwacht auch den multischichtigen dynamischen

Überwachungsraum. Die Raumverwaltungseinheit dient auch zum Definieren mindestens einer Randbedingung für das Durchführen und mindestens einer Randbedingung für das Erledigen der Prozessaufgabe. Die Zustandsauswerteeinheit dient einem Ermitteln eines aktuellen Zustands der Prozessaufgabe und eines aktuellen Sicherheitsniveaus der Prozessaufgabe basierend auf den

Messdaten des mindestens einen Sensors. Die Prozessverwaltungseinheit ist eingerichtet, ein Erfüllen der Randbedingungen durch ein Einordnen des aktuellen Zustands der Prozessaufgabe und des Sicherheitsniveaus im multischichtigen dynamischen Überwachungsraum in eine Kategorie und in Abhängigkeit von der Einstufung der Prozessaufgabe durchzuführen.

Vorzugsweise wird das Einsortieren des aktuellen Zustands der Prozessaufgabe und des Sicherheitsniveaus der Prozessaufgabe mittels vier Kategorien durchgeführt. Eine erste Kategorie umfasst hierbei typischerweise diejenigen Aufgaben, bei denen die Randbedingungen der Prozessaufgabe, die gemeinsam von dem Roboter und dem menschlichen Nutzer durchgeführt werden, nicht oder nicht mehr wieder erfüllt werden können, sodass die Prozessverwaltungseinheit die Prozessaufgabe stoppt. Einer zweiten Kategorie können diejenigen Aufgaben zugeordnet sein, bei denen die Randbedingungen der Prozessaufgabe, die gemeinsam von dem Roboter und dem menschlichen Nutzer durchgeführt wird, zeitweise nicht erfüllt werden können, aber in einem definierten Zeitraum wieder erfüllt werden können, sodass die Prozessverwaltungseinheit die Prozessaufgabe zeitweise anhält. Aufgaben, bei denen die Randbedingungen der Prozessaufgabe für das Durchführen der Prozessaufgabe erfüllt werden, sind vorzugsweise einer dritten Kategorie zugeordnet, sofern die Randbedingungen für das Erledigen nicht erfüllt werden. In diesem Fall führt die Prozessverwaltungseinheit die Prozessaufgabe durch. In einer vierten Kategorie können schließlich diejenigen Aufgaben enthalten sein, bei denen die Randbedingung der Prozessaufgabe für das Erledigen der Prozessaufgabe erfüllt wird, sodass die Prozessverwaltungseinheit die Prozessaufgabe abschließt und eine nachfolgende Prozessaufgabe auswählt oder eine Auswahl von Prozessaufgaben stoppt.

Das bestehende Robotersystem kann mit dem bereits beschriebenen Verfahren verwendet werden, d. h., das beschriebene Verfahren ist dazu ausgelegt, mit dem beschriebenen Robotersystem durchgeführt zu werden.

Der Roboter kann als mobiler Roboter oder als stationär im multischichtigen dynamischen Überwachungsraum angeordneter Roboter ausgebildet sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 4 beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Ablaufplan des Verfahrens;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Parametrisierung eines Arbeitsprozesses;

Fig. 3 verschiedene Szenarien einer Raummodellierung und

Fig. 4 eine Anpassung und Ausdehnung einer Lage eines Überwachungsraums an die Roboterbewegung.

In Fig. 1 ist in einer schematischen Darstellung ein Verfahren einer prozessbe- zogenen Roboterregelung mithilfe einer aufgabenorientierten multischichtigen dynamischen Raummodellierung dargestellt. Das Verfahren dient einem Anpassen eines Robotereinsatzes an einen flexiblen Arbeitsprozess, an dem ein Roboter und ein menschlicher Nutzer gemeinsam beteiligt sind. Hierzu zählen z. B. eine Anpassung eines Industrieroboters an einen Produktionspro- zess in einer Produktionslinie oder eine Anpassung eines Serviceroboters an eine Dienstleistung für Menschen im Alltag.

Startend von einem menschlichen Verhalten 11 in einem Arbeitsprozess 12 wird eine Prozessverwaltungseinheit 1 initialisiert, die einem Beurteilen eines Zustands des Arbeitsprozesses bzw. einer Prozessaufgabe und einem dazu korrespondierenden Sicherheitsniveau dient. Ferner hat die Prozessverwaltungseinheit 1 die Aufgabe, ein Aktivieren, Anhalten oder Wechseln einer Prozessaufgabe durchzuführen. Hierzu steuert die Prozessaufgabe 1 eine Steuereinheit 2 an, in der mehrere Musteraufgaben gespeichert sind. Als Musteraufgaben definiert und als Steuerprogramme in der Steuereinheit 2 implementiert sind beispielsweise Aufnehmen eines Objekts, Ablegen eines Objekts, Bewegen oder Transportieren eines Objekts, Festhalten eines Objekts als dritte Hand, Übergabe eines Objekts zwischen dem menschlichen Nutzer 9 und dem Roboter 4 oder einer anderweitige physikalische Interaktion.

Ein Arbeitsprozess bzw. eine Prozessaufgabe ist hierbei eine einzelne oder eine Kombination mehrerer der vorab definierten Musteraufgaben, wobei benötigte Information über jede Prozessaufgabe, wie beispielsweise eine Zielposition bei der Musteraufgabe Bewegen, Merkmale eines aufzuhebenden Objekts bei der Musteraufgabe "Übergabe" und so weiter, in Form von Text, Bild, Sprache oder Ähnlichem eine Parametrisierung beschrieben wird. Die

Steuereinheit 2 dient daher einerseits der Ansteuerung des Roboters 4 anhand der von der Prozessverwaltungseinheit 1 festgelegten Prozessaufgabe. Andererseits steht sie mit einer Raumverwaltungseinheit 3 in Verbindung, die Randbedingungen 13 für das Durchführen der Prozessaufgabe und das Erledi- gen der Prozessaufgabe definiert. Diese Randbedingungen werden auch der

Prozessverwaltungseinheit 1 zugeführt.

Die Raumverwaltungseinheit 3 führt allerdings auch einen Schritt eines Definierens 14 und Modellierens eines multischichtigen dynamischen Überwachungsraums durch, bei dem von einem Sensor 5, beispielsweise einem Infrarotsensor, detektierte Messdaten Berücksichtigung finden. Der Sensor 5 bzw. eine Vielzahl von verschiedenen Sensoren 5 dient einer Erfassung der Information in allen definierten multischichtigen dynamischen Überwachungsräumen. Die gesammelten Informationen werden einer Zustandsauswerteeinheit 6 übergeben, die eine Bearbeitung der Informationen der Sensoren 5 und eine Bestimmung eines Zustands 15 der Prozessaufgabe und eines Sicherheitsniveaus 16 der Prozessaufgabe durchführt. Der Ist-Zustand und das Sicherheitsniveau werden nachfolgend kategorisiert und ausgehend von der Kategorisie- rung eine Ansteuerung bzw. eine Regelung der Prozessaufgabe durch die Prozessverwaltungseinheit 1 durchgeführt.

In Fig. 2 ist schematische eine Parametrisierung einer Prozessaufgabe dargestellt. Wiederkehrende Merkmale sind in dieser wie auch in den folgenden Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen. Der Arbeitsprozess besteht im vorliegenden Fall aus vier Musteraufgaben. Bei dem in Fig. 2 dargestellten

Arbeitsprozess fährt der Roboter 4 zu einem Lagerort und nimmt ein Objekt 8 auf, das im dargestellten Fall ein Kasten ist. Dann transportiert der Roboter 4 den Kasten als das aufgenommene Objekt 8 zu dem menschlichen Nutzer 9 und übergibt ihn. Bei der ersten Musteraufgabe„Bewegen" wird eine Lage des Lagerorts in Form von Text parametrisiert. Bei der zweiten Musteraufgabe

„Aufnehmen" wird das Merkmal des Objekts 8 in Form eines Bildes parametri- siert, damit der Roboter 4 mithilfe der Steuereinheit 2 anhand des Bildes das richtige Objekt 8 findet. Analog zur ersten Musteraufgabe wird die Lage, bei der die nachfolgende Musteraufgabe„Transportieren" erfolgt, in Form von Text parametrisiert. Gleiches gilt für die abschließende Musteraufgabe„Über- gäbe", bei der eine Identifikationsnummer des menschlichen Nutzers 9, dem der Roboter 4 das Objekt 8 übergeben soll, in Form von Text parametrisiert wird.

Die Prozessverwaltungseinheit 1 kann hierbei je nach den von der Raumver- waltungseinheit 3 vordefinierten Randbedingungen, der gegebenen Prozessaufgabe und dem Zustand der Prozessaufgabe, d. h. dem Ist-Wert der Prozessaufgabe, sowie der Sicherheit der Prozessaufgabe eine geeignete Musteraufgabe auswählen und aktivieren, um das gewünschte Ziel der Prozessaufgabe bzw. des Arbeitsprozesses mit geringem Aufwand zu erreichen. Je nach Art der von der Prozessverwaltungseinheit 1 ausgewählten Musteraufgabe modelliert die Raumverwaltungseinheit 3 zumindest einen multischichtigen dynamischen Überwachungsraum, dessen Eigenschaften nachfolgend noch beschrieben werden. Neben dem einen bzw. mehreren multischichtigen dynamischen Überwachungsräumen definiert die Raumverwaltungseinheit 3 für jeden multischichtigen dynamischen Überwachungsraum die Randbedingungen für die Durchführung und Erledigung der Musteraufgaben bzw. der Prozessaufgaben. Diese Randbedingungen repräsentieren den für das Durchführen und Erledigen der Prozessaufgabe erforderlichen Zustand der Prozessaufgabe und der Sicherheit der Prozessaufgabe, wie z. B. Festhalten des Objekts 8 in einem Greifer bei der Musteraufgabe„Transportieren", die Anwesenheit eines bestimmten Menschen in einem bestimmten multischichtigen dynamischen Raum bei der Musteraufgabe„Übergabe", die Unzulässigkeit der Anwesenheit des Menschen in einem bestimmten multischichtigen dynamischen Raum aus Sicherheitsgründen oder Ähnliches.

Die Prozessverwaltungseinheit 1, die Steuereinheit 2, die Raumverwaltungseinheit 3, der Roboter 4, der Sensor 5 bzw. die Sensoren 5 und die Zustands- auswerteeinheit 6 können in einem einzelnen Gerät kombiniert sein, bspw. in einem Rechner, sie können jedoch auch einzeln vorliegen oder zumindest paarweise gebündelt in einem Rechner kombiniert sein.

Durch einen Vergleich eines Ist-Zustands der Prozessaufgabe bzw. des Arbeitsprozesses und der Sicherheit mit den vordefinierten Randbedingungen urteilt die Prozessverwaltungseinheit 1, auf welchem Niveau die Randbedingungen befriedigt werden, d. h. welche Randbedingungen erfüllt sind. Hierzu werden vier Niveaus bzw. vier Kategorien unterschieden:

Bei Niveau 1 können die Randbedingungen für die Durchführung der Prozess- aufgäbe nicht und auch im Rahmen der durchzuführenden Prozessaufgabe nicht mehr wieder befriedigt werden. Ein typisches Beispiel dafür ist, wenn die Randbedingung„Festhalten eines Objekts im Greifer" bei der Aufgabe „Transportieren" nicht erfüllt wird, bedeutet dies, dass das zu transportierende Objekt 8 aus dem Greifer fällt. Im Rahmen der Aufgabe„Transportieren" ist der Roboter 4 nicht in der Lage, ein gefallenes Objekt 8 selbstständig aufzunehmen.

In der zweiten Kategorie bzw. auf Niveau zwei werden die Randbedingungen für die Durchführung der Prozessaufgabe zwar zeitweise nicht befriedigt, aber könnten in einem definierten Zeitraum wieder befriedigt werden. Ein typisches Beispiel dafür ist, wenn die Randbedingung„Anwesenheit eines bestimmten Menschen in einem bestimmten multischichtigen dynamischen Überwachungsraum" bei der Aufgabe„Übergabe" zeitweise nicht befriedigt wird, bedeutet dies, dass ein Mensch noch nicht bereit ist, wenn der Roboter 4 das Objekt 8 übergeben soll. Der Mensch kann jedoch ein paar Sekunden später den betrachteten multischichtigen dynamischen Überwachungsraum wieder betreten, sodass die spezifizierte Musteraufgabe doch nicht durchgeführt werden kann. Auf dem Niveau drei bzw. einer dritten Kategorie werden die Randbedingungen für die Durchführung der Prozessaufgabe befriedigt bzw. erfüllt, aber die Randbedingung für das erfolgreiche Erledigen der Prozessaufgabe wird nicht erfüllt. Ein typisches Beispiel dafür ist, wenn die Musteraufgabe„Festhalten eines Objekts 8 im Greifer" bei der Musteraufgabe„Transportieren" befriedigt wird, aber die Randbedingung„Erreichen des Ziels" noch nicht erfüllt ist, bedeutet dies, dass die Musteraufgabe noch nicht erledigt ist. Schließlich ist eine vierte Kategorie vorgesehen bzw. ein viertes Niveau, bei dem die Randbedingungen für die erfolgreiche Erledigung einer Aufgabe erfüllt werden. Ein typisches Beispiel hierfür ist, wenn die Randbedingung „Festhalten eines Objekts 8 im Greifer" und„Erreichen des Ziels" bei der Musteraufgabe„Transportieren" befriedigt werden, bedeutet dies, dass die Aufgabe erfolgreich erledigt ist.

Eine Musteraufgabe wird nun in Abhängigkeit von dem Befriedigungsniveau bzw. Erfüllungsniveau der Randbedingungen für die Durchführung und Erledigung einer Musteraufgabe und des vorgegebenen Arbeitsprozesses durch die Prozessverwaltungseinheit 1 durchgeführt, aufgegeben, gewechselt und bzw. oder angehalten, um das gewünschte Ziel des Arbeitsprozesses mit einem geringen Aufwand unter Berücksichtigung des angestrebten Sicherheitslevels zu erreichen.

Da ein Überwachungsbereich typischerweise entweder als zweidimensionale Zone auf einen Boden oder als ein auf dem Boden aufrecht stehender dreidimensionaler Raum dargestellt wird, in der vorliegenden Erfindung jedoch eine dynamische Anpassung erfolgen soll, wird ein multischichtiger dynamischer

Überwachungsraum 7 definiert, von dem verschiedene Szenarien in Fig. 3 in einer schematischen Ansicht dargestellt sind.

Der multischichtige dynamische Überwachungsraum 7 wird entweder mittels einer dreidimensionalen Geometriekomponente oder einer Kombination von mehreren dreidimensionalen Geometriekomponenten dargestellt. Jede Geometriekomponente kann sich in der Umgebung beliebig befinden und an einem Roboterglied bzw. an einem Weltkoordinatensystem gebunden werden. So zeigt Fig. 3 im obersten Absatz den Roboter 4, bei dem ein erster multi- schichtiger dynamischer Überwachungsraum 7 entlang des Roboterarms definiert ist, wobei Projektionen 10 dieses multischichtigen dynamischen Überwachungsraums 7 auf dem Erdboden verlaufen. Der menschliche Nutzer 9 wird nun hinsichtlich eines Eindringens in den multischichtigen dynamischen Überwachungsraum 7 ebenfalls detektiert. Zusätzlich befindet sich das Objekt 8 in einem eigenen, zweiten multischichtigen, dynamischen Überwachungsraum 7. In der zweiten Zeile von Fig. 3 befindet sich auf der linken Seite ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der Roboter 4 nun nicht mehr auf dem Boden steht, sondern an der Wand befestigt ist. Auf der rechten Seite der zweiten Zeile ist der Roboter 4 an einer Decke befestigt, wobei nun insgesamt drei

Überwachungsräume existieren. Der erste Überwachungsraum 7 ist als dynamischer Überwachungsraum anhand der Geometriekomponenten an den Roboter 4 gebunden, während ein zweiter Überwachungsraum 7 das Objekt 8 umfasst. Ein dritter Überwachungsraum 7 befindet sich unterhalb des Robo- ters 4, wobei in der dargestellten Ausführungsform ein menschlicher Nutzer 9 sich gerade in diesem dritten Überwachungsraum 7 befindet.

In ähnlicher Weise ist auch in der dritten Zeile von Fig. 3 ein an einer Decke verfahrbarer Roboter 4 definiert, bei dem der multischichtige dynamische Überwachungsraum 7 und die Projektion 10 entsprechend mitbewegt werden.

Schließlich zeigt Fig. 3 in der dritten Zeile auf der rechten Seite einen verfahrbaren Roboter 4, bei dem der multischichtige dynamische Überwa- chungsraum 7 nur noch durch die Projektion 10 auf dem Boden gegeben ist.

Der multischichtige dynamische Überwachungsraum 7 kann somit durch die Projektion 10 auf dem Boden in einen auf dem Boden aufrecht stehenden Überwachungsraum umgewandelt werden, deren Unterfläche gerade die Projektion 10 des Überwachungsraums 7 auf dem Boden ist. Im Vergleich zu kon- ventionellen Überwachungsbereichen kann der multischichtige dynamische

Überwachungsraum 7 nicht nur den Platz in verschiedenen räumlichen Schichten, sondern auch den Platz auf dem Boden mittels der Projektion 10 effizient nutzen. Fig. 4 zeigt schließlich auf der linken Seite den Roboter 4 mit einem zugeordneten multischichtigen dynamischen Überwachungsraum 7, wie er bereits in Fig. 3 zu sehen war. Da der multischichtige dynamische Überwachungsraum 7 seine Ausdehnung und Lage an die Roboterbewegung anpassen kann, indem der zu dem multischichtigen dynamischen Überwachungsraum 7 gehörenden Geometriekomponenten zum aktuellen Zeitpunkt und zukünftig in einem kleinen Zeitabschnitt belegter Raum anhand von Gelenkwinkeln und Gelenkge- schwindigkeiten ermittelt wird, ergibt sich die in Fig. 4 auf der rechten Seite dargestellte Anpassung des Überwachungsbereichs mit der Bewegung des Roboters 4. Lediglich in den Ausführungsbeispielen offenbarte Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können miteinander kombiniert und einzeln beansprucht werde.