Defining robot trajectory using augmented reality

Abstract

This work investigates whether collaborative-robot tasks that change frequently can be authored more directly by specifying spatial intent in the real workspace instead of editing low-level robot programs through a teach pendant or offline workflow. It presents a modular system for task-oriented in-workspace spatial authoring: a shared runtime provides common services for sensing, authoring, confirmation, execution, and persistence, while task-specific use cases interpret captured poses and trajectories as robot motions and tool actions. The system was implemented on a Kassow Robots collaborative robot using stereo-vision workspace sensing and a web-based interface. As part of the system, this work also designed and built a custom tracked 6DoF pen that provides spatial input and button-based intent events. Two representative use cases were demonstrated on the real robot: pick-and-place and seam welding. The system demonstrates that this approach can support task-oriented workflows, with seam welding showing the clearest practical fit because authored trajectory input is used to identify and parameterize the weld seam, while pick-and-place shows that authored intent can be combined with refreshed scene information at execution time.

Tato práce zkoumá, zda lze často se měnící úlohy pro kolaborativní roboty zadávat příměji specifikací prostorového záměru v reálném pracovním prostoru namísto úprav nízkoúrovňových programů robota pomocí teach pendantu nebo offline postupů. Práce představuje modulární systém pro úlohově orientované prostorové zadávání v pracovním prostoru: sdílená běhová vrstva poskytuje obecné služby pro snímání scény, zadávání pozic a trajektorií, potvrzování, spouštění a ukládání, zatímco úlohově specifické moduly in- terpretují zachycené pozice a trajektorie jako pohyby robota a akce nástroje. Systém byl implementován na kolaborativním robotu Kassow Robots s využitím stereoskopického snímání pracovního prostoru a webového rozhraní. V rámci vývoje systému bylo také navrženo a zkonstruováno vlastní sledované pero se šesti stupni volnosti (6DoF), které poskytuje prostorový vstup a slouží k zachycení záměru uživatele prostřednictvím tla- čítek. Na reálném robotu byly demonstrovány dvě reprezentativní úlohy: pick-and-place a svařování. Výsledky demonstrují, že tento přístup může podporovat úlohově oriento- vané pracovní postupy. Nejpraktičtější uplatnění ukázalo svařování, kde zadaná trajekto- rie slouží přímo k lokalizaci a parametrizaci svaru. Úloha pick-and-place naopak dokládá, že uživatelsky zadaný záměr lze při...