用于機(jī)器零件控制的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種用于監(jiān)測(cè)機(jī)器零件的位置和取向的方法，和一種用于監(jiān)測(cè)并控制所述機(jī)器的操作的設(shè)備，所述機(jī)器包括處于相對(duì)于所述機(jī)器零件（36）的已知位置中的機(jī)器人全站儀和多個(gè)覘標(biāo)（44，46）。位于所述機(jī)器零件附近的已知位置處的全站儀（10）重復(fù)地相繼確定各個(gè)覘標(biāo)的位置。通過所存儲(chǔ)的關(guān)于所述覘標(biāo)的在先位置和移動(dòng)的數(shù)據(jù)來輔助所述覘標(biāo)的獲得和重新獲得。此外，移動(dòng)的覘標(biāo)可用于促進(jìn)所述重新獲得?；谒鰴C(jī)器零件的位置和方向來控制所述機(jī)器的操作。
【專利說明】用于機(jī)器零件控制的方法和設(shè)備
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2005年3月14日、申請(qǐng)?zhí)枮?00580048773.6，發(fā)明名稱為“用于機(jī)器零件控制的方法和設(shè)備”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明總體上涉及機(jī)器控制方法和系統(tǒng)，所述機(jī)器控制方法和系統(tǒng)用于具有諸如平路機(jī)、銑床、鋪路機(jī)以及滑動(dòng)成型機(jī)之類的機(jī)器零件的機(jī)器。更具體來說，本發(fā)明涉及一種利用固定追蹤站的機(jī)器控制方法和系統(tǒng)，所述固定追蹤站確定所述機(jī)器零件的位置和方向，并且將此信息發(fā)送給所述機(jī)器以用于控制所述機(jī)器零件的操作。
【背景技術(shù)】
[0003]期望對(duì)各種相對(duì)低速移動(dòng)的機(jī)器的位置和移動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，所述機(jī)器例如包括平路機(jī)、鋪路機(jī)以及滑動(dòng)成型機(jī)的施工機(jī)械，并且期望對(duì)與這種機(jī)器有關(guān)的機(jī)器零件的位置、取向以及移動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。隨后將這種信息用于對(duì)所監(jiān)測(cè)的機(jī)器的操作進(jìn)行控制。
[0004]雖然過去，機(jī)器操作員在操作這種裝備時(shí)，依賴于由作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)處的測(cè)量員設(shè)置的物理參數(shù)，但已經(jīng)開發(fā)了自動(dòng)機(jī)器控制系統(tǒng)，其提供諸如激光的基準(zhǔn)光束的光學(xué)參數(shù)來指定高程。在這種系統(tǒng)中，安裝在平路機(jī)上的激光接收機(jī)感測(cè)所述激光束并且提供高程基準(zhǔn)。由機(jī)器操作員或者通過自動(dòng)控制來將感測(cè)到的基準(zhǔn)激光束的高程與設(shè)置點(diǎn)進(jìn)行比較。隨后基于此信息通過操作員手動(dòng)或者通過自動(dòng)控制自動(dòng)地控制所述機(jī)器零件的移動(dòng)。利用以多種方法中的任意一種確定的機(jī)器位置，可在施工現(xiàn)場(chǎng)依據(jù)所述機(jī)器的X軸位置和I軸位置來對(duì)所述設(shè)置點(diǎn)(即預(yù)期垂直位置)進(jìn)行設(shè)置。
[0005]已經(jīng)在測(cè)量和機(jī)器控制這兩方面應(yīng)用了全站儀。在傳統(tǒng)測(cè)量應(yīng)用中，位于已知位置的全站儀將激光束導(dǎo)向由在待測(cè)量點(diǎn)處的測(cè)量員放置的覘標(biāo)(target)。所述覘標(biāo)包括將所述激光束反射回所述全站儀的回射器。通過測(cè)量所述激光束的行程時(shí)間，來確定所述全站儀與所述覘標(biāo)之間的距離。還通過測(cè)量從所述全站儀到所述覘標(biāo)的所述激光束的方向，即定義了從所述全站儀到所述覘標(biāo)的矢量的高度和方位角，來精確地確定所述覘標(biāo)的位置。
[0006]已經(jīng)開發(fā)了能夠在無操作員參與的情況下對(duì)覘標(biāo)進(jìn)行定位和追蹤的機(jī)器人全站儀。利用機(jī)器人全站儀，測(cè)量員在施工現(xiàn)場(chǎng)周圍移動(dòng)所述覘標(biāo)。在所述機(jī)器人全站儀中的伺服電機(jī)促使所述機(jī)器人全站儀向所述覘標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著測(cè)量員向施工現(xiàn)場(chǎng)的各位置移動(dòng)而提供精確的角度和距離測(cè)量。所述全站儀在遠(yuǎn)程覘標(biāo)移動(dòng)時(shí)自動(dòng)追蹤所述遠(yuǎn)程覘標(biāo)，由此提供所述覘標(biāo)的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)。
[0007]還將機(jī)器人全站儀應(yīng)用于機(jī)器控制。典型地以一個(gè)機(jī)器一個(gè)覘標(biāo)的方式，使用機(jī)器人全站儀。將位置信息遠(yuǎn)程傳送到機(jī)器控制系統(tǒng)，在所述機(jī)器控制系統(tǒng)處，控制軟件針對(duì)工作計(jì)劃對(duì)機(jī)器零件位置進(jìn)行計(jì)算。單個(gè)機(jī)器零件上的多個(gè)覘標(biāo)需要多個(gè)機(jī)器人全站儀。這種配置有些復(fù)雜。因此存在對(duì)利用單個(gè)全站儀的簡(jiǎn)化系統(tǒng)的需求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]通過根據(jù)本發(fā)明的對(duì)機(jī)器零件的位置和方向進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方法來滿足這種需求。所述方法包括以下步驟:提供在相對(duì)于所述機(jī)器零件的已知位置中的多個(gè)覘標(biāo)；在所述機(jī)器零件附近的已知位置處提供全站儀；利用所述全站儀重復(fù)地相繼確定每個(gè)覘標(biāo)的位置；并且基于所述覘標(biāo)的位置來確定所述機(jī)器零件的取向。
[0009]利用所述全站儀重復(fù)地交替確定每個(gè)覘標(biāo)的位置的步驟包括以下步驟:將激光束從所述全站儀重復(fù)地相繼導(dǎo)向所述覘標(biāo)，并且測(cè)量從所述全站儀到所述覘標(biāo)中每一個(gè)的距離和從所述全站儀到所述覘標(biāo)中每一個(gè)的方向。
[0010]利用所述全站儀重復(fù)地相繼確定每個(gè)覘標(biāo)的位置的步驟包括通過相繼獲得所述覘標(biāo)來將激光束從所述全站儀相繼導(dǎo)向所述覘標(biāo)。
[0011]相繼獲得所述覘標(biāo)的步驟包括以下步驟:存儲(chǔ)所述覘標(biāo)中每一個(gè)的檢測(cè)位置和所述覘標(biāo)中每一個(gè)的移動(dòng)歷史，并且在將所述激光束重復(fù)地相繼導(dǎo)向所述覘標(biāo)中每一個(gè)時(shí)，預(yù)測(cè)所述一對(duì)覘標(biāo)中每一個(gè)的位置，由此便于所述覘標(biāo)的重新獲得。這可在機(jī)器人全站儀自身處進(jìn)行，或者通過機(jī)器控制系統(tǒng)進(jìn)行并且將預(yù)測(cè)的位置傳送回所述機(jī)器人全站儀。
[0012]提供在相對(duì)于所述機(jī)器零件的已知位置中的多個(gè)覘標(biāo)的步驟可以包括:提供固定在所述機(jī)器零件上的已知位置中并且可隨著所述機(jī)器零件移動(dòng)的一對(duì)覘標(biāo)。
[0013]提供固定在所述機(jī)器零件上的已知位置中并且可隨著所述機(jī)器零件移動(dòng)的一對(duì)覘標(biāo)的步驟可以包括:提供相對(duì)于所述機(jī)器零件位置固定的一對(duì)覘標(biāo)。
[0014]一種控制機(jī)器零件的移動(dòng)的方法，所述方法包括以下步驟:提供在相對(duì)于移動(dòng)機(jī)器零件的已知位置中的多個(gè)覘標(biāo)；在所述移動(dòng)機(jī)器零件附近的已知位置處提供全站儀；利用所述全站儀來重復(fù)地相繼確定每個(gè)覘標(biāo)的位置；將由所述全站儀確定的每個(gè)覘標(biāo)的位置從所述全站儀發(fā)送到所述機(jī)器；在所述機(jī)器處，基于所述覘標(biāo)的位置來確定所述機(jī)器零件的取向；以及在所述機(jī)器處，響應(yīng)于所確定的所述覘標(biāo)的位置和所確定的所述機(jī)器零件的取向來控制所述機(jī)器零件的移動(dòng)。
[0015]利用所述全站儀來重復(fù)地相繼確定每個(gè)覘標(biāo)的位置的步驟包括以下步驟:將激光束從所述全站儀重復(fù)地相繼導(dǎo)向所述多個(gè)覘標(biāo)中的每一個(gè)，并且測(cè)量從所述全站儀到所述多個(gè)覘標(biāo)中每一個(gè)的距離和從所述全站儀到所述一對(duì)覘標(biāo)中每一個(gè)的方向的步驟。
[0016]利用所述全站儀來重復(fù)地相繼確定每個(gè)覘標(biāo)的位置的步驟包括:通過交替地相繼獲得所述覘標(biāo)來將激光束從所述全站儀導(dǎo)向所述覘標(biāo)。
[0017]相繼獲得所述覘標(biāo)的步驟包括:存儲(chǔ)所述覘標(biāo)中每一個(gè)的檢測(cè)位置和所述覘標(biāo)中每一個(gè)的移動(dòng)歷史，并且隨著將所述激光束重復(fù)地相繼導(dǎo)向所述覘標(biāo)中的每一個(gè)來預(yù)測(cè)所述覘標(biāo)中每一個(gè)的位置，由此便于所述覘標(biāo)的重新獲得。
[0018]提供在相對(duì)于所述機(jī)器零件的已知位置中的多個(gè)覘標(biāo)的步驟包括以下步驟:提供固定在所述機(jī)器零件上的已知位置中并且可隨所述機(jī)器零件移動(dòng)的一對(duì)覘標(biāo)。
[0019]提供固定在所述機(jī)器零件上的已知位置中并且可隨所述機(jī)器零件移動(dòng)的一對(duì)覘標(biāo)的步驟包括提供相對(duì)于所述機(jī)器零件在固定位置中的一對(duì)覘標(biāo)。
[0020]一種用于控制機(jī)器上的機(jī)器零件的移動(dòng)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:所述機(jī)器上的控制器，用于控制所述機(jī)器零件；多個(gè)覘標(biāo)，安裝在相對(duì)于移動(dòng)機(jī)器零件的已知位置中；以及全站儀，被放置在所述移動(dòng)機(jī)器零件附近的已知位置處。所述全站儀包括:激光源，用于在所述覘標(biāo)上提供激光束；覘標(biāo)預(yù)測(cè)單元，用于基于所述覘標(biāo)的在先位置和移動(dòng)來預(yù)測(cè)所述覘標(biāo)中每一個(gè)的位置；光束控制器，用于將所述激光束導(dǎo)向所述覘標(biāo)，并且重復(fù)地相繼確定每個(gè)覘標(biāo)的位置；以及發(fā)射器，用于將所述覘標(biāo)中每一個(gè)的位置發(fā)送給所述機(jī)器上的控制器?？衫脺y(cè)得的所述覘標(biāo)的位置來控制所述機(jī)器零件的位置、取向以及移動(dòng)。
[0021]所述全站儀還可以包括測(cè)量單元，所述測(cè)量單元用于測(cè)量從所述全站儀到所述覘標(biāo)中每一個(gè)的距離和從所述全站儀到所述覘標(biāo)中每一個(gè)的方向。所述多個(gè)覘標(biāo)可以包括一對(duì)覘標(biāo)。
[0022]因此，本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的用于控制機(jī)器和機(jī)器零件的系統(tǒng)和方法。根據(jù)下面的說明、附圖以及所附權(quán)利要求將明了本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是在根據(jù)本發(fā)明的用于機(jī)器零件控制的方法和設(shè)備中使用的一種類型的機(jī)器人全站儀的示圖；
[0024]圖2是在根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備中使用的一種類型的覘標(biāo)的示圖；以及
[0025]圖3是例示了根據(jù)本發(fā)明的用于機(jī)器零件控制的設(shè)備和方法的示圖。
[0026]參照?qǐng)D1-3，所述圖1-3例示了本發(fā)明的設(shè)備和方法，所述設(shè)備和方法用于監(jiān)測(cè)機(jī)器零件的位置和取向，并且控制機(jī)器零件的移動(dòng)。圖1描繪了機(jī)器人全站儀10，所述機(jī)器人全站儀10包括:基礎(chǔ)部12、旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)儀部14和電子距離測(cè)量部16。旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)儀部14在基礎(chǔ)部12上以全360度的旋轉(zhuǎn)范圍關(guān)于垂直軸旋轉(zhuǎn)。電子距離測(cè)量部16類似地在旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)儀部14中關(guān)于水平軸旋轉(zhuǎn)。利用這種配置，距離測(cè)量部16能夠?qū)嶋H上在任何方向上朝著覘標(biāo)取向，從而能夠測(cè)量從全站儀10到所述覘標(biāo)的距離。
[0027]電子距離測(cè)量部16經(jīng)由透鏡18將激光束發(fā)向覘標(biāo)20。如圖2所示，覘標(biāo)20包括圍繞其周圍設(shè)置的多個(gè)回射器部件22。回射器部件22可以是具有將所接收的光沿其來源方向反射回的特性的回射立方體或者其它反射器。覘標(biāo)20還包括將閃光向上導(dǎo)向反相圓錐反射器26上的LED閃光燈24。光線從反射器26全方向地向外反射，并且提供了輔助機(jī)器人全站儀獲得或者重新獲得覘標(biāo)20的手段?？蓪⒁灰棙?biāo)的閃光頻率或者其脈動(dòng)頻率設(shè)置為不同于其它覘標(biāo)的閃光頻率或者其脈沖頻率，由此使得全站儀能夠區(qū)分這些覘標(biāo)。
[0028]由圖1的全站儀10向覘標(biāo)20發(fā)射的激光束被覘標(biāo)20反射回來，并且隨后通過透鏡18由電子距離測(cè)量部16接收。然而，在其它全站儀配置中，激光也可通過分離的透鏡來接收。優(yōu)選的是，激光束是脈沖激光束，這樣便于測(cè)量光從全站儀10到覘標(biāo)20以及返回所需的時(shí)間。如果提供精確的行進(jìn)時(shí)間測(cè)量，則可直接計(jì)算全站儀與覘標(biāo)之間的距離。于是，方位角、角度以及高度角測(cè)量與所計(jì)算出的全站儀10與覘標(biāo)20之間的距離一起提供了覘標(biāo)20相對(duì)于全站儀10的位置的極坐標(biāo)。
[0029]機(jī)器人全站儀10包括具有鍵區(qū)30和顯示器32的控制器28。機(jī)器人全站儀10包括伺服機(jī)構(gòu)(未示出)，所述伺服機(jī)構(gòu)通過控制電子距離測(cè)量部16繞著水平軸的旋轉(zhuǎn)，并且控制照準(zhǔn)儀部分14繞著垂直軸的旋轉(zhuǎn)來為電子距離測(cè)量部16確定方向。機(jī)器人全站儀10還包括允許將位置和測(cè)量數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程位置的無線電發(fā)射機(jī)(未示出)和天線34。
[0030]參考圖3，圖3以示意性方式例示了用于控制機(jī)器38上的機(jī)器零件36的移動(dòng)的系統(tǒng)。機(jī)器零件被示出為通過液壓缸40在機(jī)器38上移動(dòng)的平鏟36。機(jī)器38上的控制器42對(duì)機(jī)器38的操作進(jìn)行控制，該操作包括通過液壓缸40而移動(dòng)平鏟36。一對(duì)覘標(biāo)44和46借助于桅桿48和50而安裝在相對(duì)于機(jī)器零件36的已知位置中。測(cè)斜器45提供機(jī)器零件36的傾斜角(angular pitch)的指示。
[0031]全站儀10被設(shè)置在機(jī)器38和機(jī)器零件36附近的已知位置處。全站儀10包括用于從指向覘標(biāo)44或者覘標(biāo)46的透鏡18提供激光束的激光源。全站儀10中的控制器28包括覘標(biāo)預(yù)測(cè)單元，所述覘標(biāo)預(yù)測(cè)單元用于基于一對(duì)覘標(biāo)44和46的在先位置和移動(dòng)來預(yù)測(cè)一對(duì)覘標(biāo)44和46中每一個(gè)的位置，或者另選的，通過控制器42來計(jì)算預(yù)測(cè)位置信息并且將該預(yù)測(cè)位置信息發(fā)送回全站儀10?？刂破?8包括光束控制器，所述光束控制器將激光束導(dǎo)向覘標(biāo)44和46，并且重復(fù)地交替確定每個(gè)覘標(biāo)的位置。到覘標(biāo)44的激光光路徑被標(biāo)記為52并且到覘標(biāo)46的激光光路徑被標(biāo)記為52’。全站儀10中的發(fā)射器將覘標(biāo)44和46中每一個(gè)的位置經(jīng)由機(jī)器38上的天線34和天線54發(fā)送到機(jī)器38上的控制器42。
[0032]應(yīng)該理解，可利用覘標(biāo)44和46的測(cè)量位置來確定機(jī)器零件36相對(duì)于全站儀10的預(yù)期位置、取向以及移動(dòng)?？刂破?2可利用此信息來操作機(jī)器38。
[0033]通過全站儀10來監(jiān)測(cè)機(jī)器零件36的位置和取向，并且將此信息提供給機(jī)器38，以便機(jī)器38利用此信息來自動(dòng)或者人工地控制部件36。一對(duì)覘標(biāo)44和46被設(shè)置在相對(duì)于機(jī)器零件的已知位置中。在圖3中，例示出如下結(jié)構(gòu)，例如在該結(jié)構(gòu)中將覘標(biāo)對(duì)稱地安裝在機(jī)器零件36的各端部處的桅桿48和50上。全站儀10被設(shè)置在機(jī)器零件36附近的已知位置處。在本發(fā)明的方法中，利用機(jī)器人全站儀10來重復(fù)地交替確定覘標(biāo)44和46中每一個(gè)的位置。隨后通過控制器42基于所述一對(duì)覘標(biāo)44和46的位置來確定機(jī)器零件36的位置和取向。應(yīng)該理解，也可使用諸如三個(gè)覘標(biāo)或者四個(gè)覘標(biāo)的多個(gè)覘標(biāo)，利用全站儀重復(fù)地相繼確定所述多個(gè)覘標(biāo)中每一個(gè)的位置。這種配置可提供更高的精確度并且如果全站儀不能獲得覘標(biāo)之一，也能有助于系統(tǒng)的操作。
[0034]沿著光路52和52’相對(duì)快速地將激光束交替導(dǎo)向所述一對(duì)覘標(biāo)44和46之一，然后導(dǎo)向另一個(gè)。在從圓錐鏡56和58全方向地向外反射的閃控脈沖光的幫助下,通過機(jī)器人全站儀10來交替獲取覘標(biāo)。覘標(biāo)的測(cè)量位置被存儲(chǔ)在控制器28中或者另選地存儲(chǔ)在控制器42中。這樣提供覘標(biāo)中每一個(gè)的移動(dòng)歷史，并且允許通過控制器28中的目標(biāo)預(yù)測(cè)單元來預(yù)測(cè)所述覘標(biāo)中每一個(gè)的其它位置，或者從控制器42將所述下一位置發(fā)送回全站儀
10。進(jìn)而，這樣在將激光束交替導(dǎo)向一對(duì)覘標(biāo)的之一然后導(dǎo)向另一個(gè)時(shí)，或者在使用多于兩個(gè)覘標(biāo)的情況下相繼導(dǎo)向所述覘標(biāo)中每一個(gè)時(shí)，有助于所述覘標(biāo)的獲取。應(yīng)該理解，基于針對(duì)覘標(biāo)44和46的位置測(cè)量，也可通過控制器42來確定機(jī)器零件36的取向?？刂破?2也可響應(yīng)于測(cè)斜器45，該測(cè)斜器45提供了部件36的從一端到另一端的曲線的取向的指示。全站儀在兩個(gè)覘標(biāo)之間進(jìn)行切換的頻率可基于機(jī)器零件36及覘標(biāo)44和46要移動(dòng)的速度而變化。
[0035]雖然并未要求，但如果期望，可將一對(duì)覘標(biāo)44和46固定在相對(duì)于機(jī)器機(jī)構(gòu)36的對(duì)稱位置處。所需要的僅是覘標(biāo)具有與部件36的已知固定關(guān)系。如果覘標(biāo)的位置已知，則機(jī)器零件的位置也已知。應(yīng)進(jìn)一步理解，雖然描述了具有兩個(gè)覘標(biāo)的結(jié)構(gòu)，但也可利用采用三個(gè)或者更多個(gè)覘標(biāo)的系統(tǒng)。
[0036]應(yīng)該理解一旦確定了覘標(biāo)的位置，則可隨后利用此信息來控制機(jī)器零件的移動(dòng)。將位置信息發(fā)送到機(jī)器38，并且通過控制器42來確定機(jī)器零件36的取向。例如，將預(yù)期工地輪廓存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)60中，并且由控制器42利用該工地輪廓來控制部件36以實(shí)現(xiàn)此輪廓。例如如果正在對(duì)鋪路機(jī)進(jìn)行控制，則可將待鋪設(shè)的區(qū)域的預(yù)期表面結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)60中。通過控制器40來自動(dòng)或者人工控制機(jī)器零件36的移動(dòng)，以便機(jī)器零件36沿著預(yù)期路徑移動(dòng)。
[0037]雖然為了例示本發(fā)明的目的而示出了特定代表性實(shí)施方式和細(xì)節(jié)，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，可在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可對(duì)在此公開的本發(fā)明進(jìn)行各種變化，本發(fā)明由所附權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種監(jiān)測(cè)機(jī)器零件的位置和取向的方法，所述方法包括以下步驟: 提供在相對(duì)于所述機(jī)器零件的已知位置中的多個(gè)覘標(biāo)， 在所述機(jī)器零件附近的已知位置處提供全站儀， 利用所述全站儀重復(fù)地相繼確定每個(gè)覘標(biāo)的測(cè)得位置， 基于所述多個(gè)覘標(biāo)的測(cè)得位置來確定所述機(jī)器零件的取向和移動(dòng)， 利用所述全站儀的覘標(biāo)預(yù)測(cè)單元基于所述多個(gè)覘標(biāo)的測(cè)得位置和移動(dòng)來確定所述覘標(biāo)的預(yù)測(cè)的進(jìn)一步位置，并且 由所述全站儀使用所述預(yù)測(cè)的進(jìn)一步位置重新獲得所述覘標(biāo)中的每一個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，利用所述全站儀重復(fù)地相繼確定每個(gè)覘標(biāo)的測(cè)得位置的步驟包括:將激光束從所述全站儀重復(fù)地相繼導(dǎo)向所述多個(gè)覘標(biāo)中的每一個(gè)，并且測(cè)量從所述全站儀到所述多個(gè)覘標(biāo)中每一個(gè)的距離和從所述全站儀到所述多個(gè)覘標(biāo)中每一個(gè)的方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，利用所述全站儀重復(fù)地相繼確定每個(gè)覘標(biāo)的測(cè)得位置的步驟包括通過相繼獲得所述覘標(biāo)來將激光束從所述全站儀導(dǎo)向所述覘標(biāo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，提供在相對(duì)于所述機(jī)器零件的已知位置中的多個(gè)覘標(biāo)的步驟包括以下步驟:提供固定在所述機(jī)器零件上的已知位置中并且能夠隨著所述機(jī)器零件移動(dòng)的一對(duì)覘標(biāo)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，提供固定在所述機(jī)器零件上的已知位置中并且能夠隨著所述機(jī)器零件移動(dòng)的一對(duì)覘標(biāo)的步驟包括以下步驟:提供固定在相對(duì)于所述機(jī)器零件的對(duì)稱位置中的一對(duì)覘標(biāo)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，在基于所述多個(gè)覘標(biāo)的測(cè)得位置來確定所述機(jī)器零件的取向之后，所述方法還包括: 通過機(jī)器的控制器來計(jì)算所述多個(gè)覘標(biāo)的測(cè)得位置并將所述測(cè)得位置發(fā)送回全站儀；以及 由所述全站儀使用所述預(yù)測(cè)的進(jìn)一步位置重新獲得所述覘標(biāo)中的每一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括存儲(chǔ)所述覘標(biāo)中每一個(gè)的檢測(cè)位置和所述覘標(biāo)中每一個(gè)的移動(dòng)歷史。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中由所述全站儀使用所述預(yù)測(cè)的進(jìn)一步位置重新獲得所述覘標(biāo)中的每一個(gè)包括:將激光束導(dǎo)向所述預(yù)測(cè)的進(jìn)一步位置以重新獲得所述覘標(biāo)中的每一個(gè)。
9.一種控制機(jī)器零件的移動(dòng)的方法，所述方法包括以下步驟: 提供在相對(duì)于移動(dòng)機(jī)器零件的已知位置中的多個(gè)覘標(biāo)， 在所述移動(dòng)機(jī)器零件附近的已知位置處提供全站儀， 利用所述全站儀來重復(fù)地相繼確定每個(gè)覘標(biāo)的測(cè)得位置， 將由所述全站儀確定的每個(gè)覘標(biāo)的測(cè)得位置從所述全站儀發(fā)送到所述機(jī)器， 在所述機(jī)器處，基于所述覘標(biāo)的測(cè)得位置來確定所述機(jī)器零件的取向， 在所述機(jī)器處，響應(yīng)于所確定的所述覘標(biāo)的測(cè)得位置和所確定的所述機(jī)器零件的取向來控制所述機(jī)器零件的移動(dòng)， 在所述全站儀處，基于所述覘標(biāo)的測(cè)得位置和所述機(jī)器零件的移動(dòng)來確定所述覘標(biāo)的預(yù)測(cè)的進(jìn)一步位置，并且 使用所述預(yù)測(cè)的進(jìn)一步位置重新獲得所述覘標(biāo)的每一個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，利用所述全站儀來重復(fù)地相繼確定每個(gè)覘標(biāo)的測(cè)得位置的步驟包括:將激光束從所述全站儀重復(fù)地相繼導(dǎo)向所述多個(gè)覘標(biāo)中的每一個(gè)，并且測(cè)量從所述全站儀到所述多個(gè)覘標(biāo)中每一個(gè)的距離和從所述全站儀到所述多個(gè)覘標(biāo)中每一個(gè)的方向的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，利用所述全站儀來重復(fù)地相繼確定每個(gè)覘標(biāo)的測(cè)得位置的步驟包括:通過相繼獲得所述覘標(biāo)來將激光束從所述全站儀導(dǎo)向所述覘標(biāo)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，提供在相對(duì)于所述機(jī)器零件的已知位置中的多個(gè)覘標(biāo)的步驟包括以下步驟:提供固定在所述機(jī)器零件上的已知位置中并且能夠隨所述機(jī)器零件移動(dòng)的一對(duì)覘標(biāo)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，提供固定在所述機(jī)器零件上的已知位置中并且能夠隨所述機(jī)器零件移動(dòng)的一對(duì)覘標(biāo)的步驟包括提供固定在相對(duì)于所述機(jī)器零件的對(duì)稱位置中的一對(duì)覘標(biāo)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括存儲(chǔ)所述覘標(biāo)中每一個(gè)的檢測(cè)位置和所述覘標(biāo)中每一個(gè)的移動(dòng)歷史。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，使用所述預(yù)測(cè)的進(jìn)一步位置重新獲得所述覘標(biāo)的每一個(gè)包括: 將激光束導(dǎo)向所述預(yù)測(cè)的進(jìn)一步位置以重新獲得所述覘標(biāo)中的每一個(gè)?！?br> 16.—種控制機(jī)器上的機(jī)器零件的移動(dòng)的系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括: 所述機(jī)器上的控制器，控制所述機(jī)器零件； 多個(gè)覘標(biāo)，安裝在相對(duì)于移動(dòng)機(jī)器零件的已知位置中；以及 全站儀，被放置在所述移動(dòng)機(jī)器零件附近的已知位置處，所述全站儀包括: 激光源，在所述覘標(biāo)上提供激光束， 覘標(biāo)預(yù)測(cè)單元，基于所述覘標(biāo)的在先位置和移動(dòng)來預(yù)測(cè)所述覘標(biāo)中每一個(gè)的進(jìn)一步位置， 光束控制器，將所述激光束導(dǎo)向所述覘標(biāo)，并且基于所述預(yù)測(cè)的進(jìn)一步位置重復(fù)地相繼確定機(jī)器零件的預(yù)期位置， 發(fā)射器，將所述覘標(biāo)中每一個(gè)的測(cè)得位置發(fā)送給所述機(jī)器上的控制器，所述控制器利用測(cè)得的所述覘標(biāo)的位置來確定所述機(jī)器零件的位置、取向以及移動(dòng)， 其中所述全站儀使用所述覘標(biāo)的預(yù)測(cè)的進(jìn)一步位置重新獲得所述覘標(biāo)中的每一個(gè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述全站儀還包括測(cè)量單元，所述測(cè)量單元用于測(cè)量從所述全站儀到所述覘標(biāo)中每一個(gè)的距離和從所述全站儀到所述覘標(biāo)中每一個(gè)的方向。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)覘標(biāo)包括一對(duì)覘標(biāo)。
19.一種控制機(jī)器上的機(jī)器零件的移動(dòng)的系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括: 所述機(jī)器上的控制器，控制所述機(jī)器零件； 多個(gè)覘標(biāo)，安裝在相對(duì)于移動(dòng)機(jī)器零件的已知位置中；以及 全站儀，被放置在所述移動(dòng)機(jī)器零件附近的已知位置處，所述全站儀包括:激光源，在所述覘標(biāo)上提供激光束， 光束控制器，將所述激光束導(dǎo)向所述覘標(biāo)， 發(fā)射器，將所述覘標(biāo)中每一個(gè)的測(cè)得位置發(fā)送給所述機(jī)器上的控制器，所述控制器利用測(cè)得的所述覘標(biāo)的位置來確定所述機(jī)器零件的位置、取向以及移動(dòng)， 其中所述控制器基于所述覘標(biāo)中每一個(gè)的測(cè)得位置和所述機(jī)器零件的移動(dòng)來計(jì)算所述覘標(biāo)中的每一個(gè)的預(yù)測(cè)位置，并將所述預(yù)測(cè)位置發(fā)送回到所述全站儀，以及 所述全站儀的光束控制器基于所述預(yù)測(cè)位置重復(fù)地相繼重新獲得所述覘標(biāo)中的每一個(gè)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，所述全站儀的光束控制器進(jìn)一步被配置為將所述激光束導(dǎo)向所述預(yù)測(cè)位置以重新獲得所述所述覘 標(biāo)中的每一個(gè)。
【文檔編號(hào)】G05D1/02GK103592943SQ201310504878
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2005年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2005年3月14日
【發(fā)明者】理查德·P·皮耶庫(kù)托夫斯基 申請(qǐng)人:天寶導(dǎo)航有限公司