目標跟蹤的視覺指示的制作方法
【專利摘要】通過與人對齊(即對準人)的視覺信號表明諸如機器人的裝置對接近的人(或其他運動對象)的覺察。例如，照明系統(tǒng)可采用封閉環(huán)或部分環(huán)的形式，在該封閉環(huán)或部分環(huán)的周圍可選擇性地激活發(fā)光元件。
【專利說明】目標跟蹤的視覺指示
[0001] 相關申請的奪叉引用
[0002] 本申請要求2012年4月5日提交的、申請?zhí)枮?3/440653的美國專利申請的權益 和優(yōu)先權，在此將該美國專利申請的全部公開內(nèi)容通過引用包含于本文中。

【技術領域】
[0003] 在各個實施例中，本發(fā)明總的涉及自動化工業(yè)系統(tǒng)中的運動檢測，尤其涉及伴隨 運動跟蹤發(fā)生的視覺指示。

【背景技術】
[0004] 自半個世紀前出現(xiàn)第一批人造機器人以來，自動化工業(yè)系統(tǒng)（例如自主式機器 人）已經(jīng)發(fā)展到更加自給自足。與最早的機器人不同，現(xiàn)代裝置需要更少的人類輔助；它們 能夠在各種類型的非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中獨立運行并完成任務。然而，使機器人與人類在空間上 接近引發(fā)了如何確保人類安全這一根本性問題。具有大功率的致動器和不可預料的復雜行 為的重型工業(yè)機器人可能會由于諸如踩在人的腳上或倒在人的身上的原因而造成傷害。因 此，檢測在機器人附近的運動對象的存在對于確保在機器人系統(tǒng)附近工作的人的安全是至 關重要的。
[0005] -種方式是給機器人配備運動檢測能力。存在各種運動檢測技術，包括被動紅外 探測器（PIR)，多普勒微波傳感器、超聲波測距儀、掃描激光測距儀、基于視覺的系統(tǒng)、壓力 敏感墊以及紅外發(fā)射器/探測器對構(gòu)成的陣列（其被稱為"光幕"）。于2011年9月23日 提交的、標題為"Ultrasonic Motion Detection"的美國申請13/243253(該申請的全部 公開內(nèi)容通過引用被包含于此）描述了用于利用超聲波自適應地檢測運動對象的實時近 似距離和方位的系統(tǒng)和方法。在各個實施例中，超聲波傳感器包括多個超聲波傳感器兀件。 這種布置允許360度全視野的檢測并且能實時檢測具有不同速度處于不同距離范圍的多 個運動對象，同時將不動的對象的存在忽略為靜態(tài)背景。根據(jù)該申請（13/243253)的系統(tǒng) 能可靠地檢測一個或多個運動對象的距離和方位，而忽略例如自主式機器人附近的靜止對 象，從而保護該工作環(huán)境中的人類。
[0006] 盡管配備這種類型的存在檢測系統(tǒng)的機器人能識別人員的接近并采取合適的安 全措施，但人員本身并不知道機器人是否覺察到了他們并且是否將相應地調(diào)整它的行為。 個人可能會對是否接近機器人而猶豫不決，這限制了他們訓練機器人并參與機器人執(zhí)行的 任務的能力；而反過來，這又限制了機器人設計，因為機器人必須被配置為在沒有與人類穩(wěn) 健且常規(guī)交互的預期的情況下進行適應和學習。
[0007] 向個人提醒機器人對他們的存在的覺察是一個具有挑戰(zhàn)性的問題?？陕牂z測指示 器不適合于在嘈雜的工業(yè)環(huán)境中使用，并且不能給多個人提供特定于位置的反饋，而在視 覺上指示機器人檢測到的對象的顯示屏幕不能提供對可在機器人周圍360°延伸的工作環(huán) 境中的檢測的即時的、明確的、特定于位置的指示：顯示屏幕難以從超過機器人活動半徑的 距離進行讀取并且具有有限的視角。而且屏幕顯示在經(jīng)濟上和計算開銷上代價都很高。實 際上，在充滿具有顯示屏幕的自動化設備的工業(yè)環(huán)境中，除非經(jīng)過機器人的個體打算操作 該機器人，否則他們可能將該機器人顯示屏幕的內(nèi)容視為不相關而忽略掉。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 在各種實施例中，本發(fā)明通過提供與人對齊（即對準人）的視覺信號來指示對接 近的人（或其他運動對象）的覺察。例如，照明系統(tǒng)可采用封閉的環(huán)或部分環(huán)的形式，在該 封閉環(huán)或部分環(huán)的周圍可選擇性地激活照明元件。響應于所跟蹤的一個或多個運動對象的 位置，控制器可以選擇性地激活一個或多個發(fā)光元件，以便提供對每個運動目標持續(xù)（且 單獨）可見的并隨所跟蹤的位置變化的視覺跟蹤信號。這樣，在機器人的跟蹤區(qū)內(nèi)運動的 個體觀察到與他們的位置視覺上對應的信號，該信號明確地指示他們已經(jīng)被該機器人檢測 到。
[0009] 因此，在一個方面，本發(fā)明涉及用于給被跟蹤的目標提供視覺跟蹤指示的方法。在 各個實施例中，該方法包括通過跟蹤裝置跟蹤在限定的空間中運動的目標對象的位置；以 及響應于所跟蹤的位置，提供對于在所述空間中運動的目標持續(xù)可見并隨所跟蹤的位置而 變化的視覺跟蹤信號，所述信號在視覺上指示相對于所述跟蹤裝置的所跟蹤的位置。在一 些實施例中，視野至少覆蓋相對于跟蹤裝置180°的范圍-例如，180°、270°或360°，或 者中間角度區(qū)域。該視覺跟蹤信號可以是由弧形照明裝置提供的，所述弧形照明裝置具有 角度可變的照明輸出，所述照明輸出被限制在與所跟蹤的目標持續(xù)對齊的可變弧形區(qū)域。 [0010] 在一些實施例中，該弧形照明裝置具有封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，以及有效照明的弧形區(qū) 域沿整個環(huán)周圍延伸。該照明裝置可包括或包含多個可單獨驅(qū)動的分段，可隨著目標運動 可變地驅(qū)動這些分段以保持所述對齊。本發(fā)明的一些實施例可跟蹤并發(fā)信號通知不只一個 運動目標。例如，該方法可包括由跟蹤裝置跟蹤在所述限定的空間中運動的第二目標對象 的位置；以及響應于所跟蹤的第二目標對象的位置，提供對于在所述空間中運動的第二目 標對象持續(xù)可見且隨所跟蹤的第二目標對象的位置而變化的第二視覺跟蹤信號，該第二信 號在視覺上指示相對于所述跟蹤裝置的所跟蹤的第二目標對象的位置。
[0011] 在又一個方面，本發(fā)明涉及用于跟蹤運動的系統(tǒng)。在各個實施例中，該系統(tǒng)包括用 于跟蹤在限定的空間中運動的目標對象的位置的跟蹤系統(tǒng)；具有弧形輪廓和角度可變的照 明輸出的照明裝置；以及照明控制器，該照明控制器響應于跟蹤系統(tǒng)，用于控制所述照明裝 置提供對于在所述空間中運動的目標持續(xù)可見并隨所跟蹤的位置而變化的視覺跟蹤信號， 所述信號在視覺上指示相對于所述跟蹤裝置的所跟蹤的位置。
[0012] 例如，該跟蹤系統(tǒng)可包括或包含：超聲波傳感器，所述超聲波傳感器包括多個傳感 器元件，其中每個元件向由固定角度限定的空間區(qū)域發(fā)射并接收超聲波；耦合到所述傳感 器元件的驅(qū)動電路；以及超聲波控制器，所述超聲波控制器用于控制從所述傳感器元件發(fā) 射的超聲波并基于此確定對象的運動。該照明控制器使得照明裝置向所述目標所在的空 間區(qū)域輸出光線。在一些實施例中，該照明裝置包括多個可單獨驅(qū)動的分段，每個分段對 應于所述空間區(qū)域的其中一個；所述分段隨著所述目標運動而被可變地驅(qū)動使得至少與所 述目標瞬間所處在的空間區(qū)域?qū)姆侄问潜稽c亮的。例如，所述傳感器元件與照明分段 可以被排列成環(huán)或部分環(huán)，且視野至少覆蓋相對于跟蹤裝置180° (例如，180°、270°或 360°，或中間角度區(qū)域）的范圍。
[0013] 照明裝置可具有角度可變的照明輸出，并且所述控制器可以被配置為使得所述視 覺信號被限制在與所跟蹤的目標持續(xù)對齊的可變弧形區(qū)域中。因此，如果該照明裝置具有 封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，該角度可變的照明輸出可沿整個環(huán)周圍延伸。在一些實施例中，該照明裝 置包括多個可單獨驅(qū)動的分段，并且該控制器隨著目標運動可變地驅(qū)動這些分段以保持所 述對齊。
[0014] 本發(fā)明的一些實施例可跟蹤并且發(fā)信號通知不只一個運動目標。例如，該跟蹤系 統(tǒng)可被配置為跟蹤在所限定的空間中運動的第二目標對象的位置；以及所述照明控制器可 以對所跟蹤的第二目標對象的位置進行響應并控制所述照明裝置提供對于在所述空間中 運動的第二目標對象持續(xù)可見且隨所跟蹤的第二目標對象的位置而變化的第二視覺跟蹤 信號；所述第二信號在視覺上指示相對于所述跟蹤裝置的所跟蹤的第二目標對象的位置。
[0015] 通過參考下述說明書、附圖以及權利要求會使這里公開的本發(fā)明的前述及其他目 的以及益處和特征更加顯而易見。此外，應該理解，本文所述的各個實施例的特征不是互斥 的，而是可以各種組合和互換的形式存在。貫穿本說明書的對"一個示例"、"示例"、"一個實 施例"或"實施例"的引用意味著結(jié)合該示例所討論的特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本 技術的至少一個示例中。由此，在本說明書各處出現(xiàn)的短語"在一個示例中"、"在示例中"、 "一個實施例"或"實施例"并不一定全部指同一示例。此外，在本技術的一個或多個示例中 可以任何合適的方式來組合這些特定的特征、結(jié)構(gòu)、例程、步驟或特性。本文提供的標題僅 是為方便起見，而非旨在限制或解釋所要求保護的技術的范圍或含義。而且，術語"大體上" 意味著±10%，并且在一些實施例中，意味著±5%。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 在附圖中，不同視圖中相同的參考標記一般指相同的部分。而且附圖不一定是按 比例繪制的，相反，其重點通常在于圖示本發(fā)明的原理。在下面的說明中，參考下面的附圖 來描述本發(fā)明的各個實施例，其中：
[0017] 圖IA示意性地描述根據(jù)本文的實施例的示例跟蹤和檢測指示系統(tǒng)。
[0018] 圖IB描述了在由固定檢測角度限定的空間區(qū)域中發(fā)射和接收超聲波的超聲波傳 感器元件。
[0019] 圖2描述了發(fā)射到空間中的和作為來自該空間中的對象的反射而被檢測的超聲 波或脈沖。
[0020] 圖3示出了檢測運動對象的迭代過程。
[0021] 圖4描述了計算振幅偏差的方法。
[0022] 圖5描述了計算跨越多個波周期的時間平均振幅偏差的方法。
[0023] 圖6描述了計算跨越一個波周期內(nèi)多個連續(xù)時間點的短時間平均振幅偏差的方 法。
[0024] 圖7描述了計算一個波周期內(nèi)峰值檢測振幅偏差的方法。
[0025] 圖8描述了計算一個波周期內(nèi)峰值檢測振幅偏差的空間平均值的方法。

【具體實施方式】
[0026] 下面的討論描述了一種與基于聲納的跟蹤系統(tǒng)結(jié)合實現(xiàn)的用于提供存在檢測信 號的代表性系統(tǒng)，其提供必要的存在信息。然而，應理解，本文所述的存在檢測系統(tǒng)和方法 可以與定位和跟蹤環(huán)境中的運動對象的任何方式一起使用。這樣的方式可涉及如本文所討 論的或如在其他測距系統(tǒng)中已知的超聲波，或者完全不同（例如，PIR、多普勒微波傳感器、 掃描激光測距儀、基于視覺的系統(tǒng)、壓力敏感墊以及光幕，這里僅僅舉了幾個例子）。
[0027] 圖IA描述了一種與存在檢測系統(tǒng)結(jié)合實現(xiàn)的示例性的基于超聲波的測距系統(tǒng)。 整個系統(tǒng)100包括具有多個傳感器元件120的超聲波傳感器110。隨著對象130 (例如，人 或設備）運動，每個傳感器元件120朝對象130發(fā)射定向的超聲波或脈沖，并且接收來自對 象130的反射波?？梢允褂迷诎l(fā)射超聲波與收到反射波之間經(jīng)過的時間來確定該超聲波發(fā) 射器和引發(fā)該反射的對象之間的距離。傳感器控制器140通過經(jīng)由關聯(lián)的驅(qū)動電路150(其 發(fā)送信號到傳感器元件120)控制傳感器元件來調(diào)節(jié)發(fā)射的超聲波信號的幾個方面，例如， 頻率、相位和振幅。另外，如下文更詳細地描述的，控制器140基于所反射的信號分析傳感 器的鄰近空間布局。
[0028] 在一個實施例中，每個傳感器元件120與一個單獨的控制器140和/或驅(qū)動電路 150相關聯(lián)。這些控制器和驅(qū)動電路可以使用完全相同的信號處理電路并具有相同的電 氣和聲學特性。在又一個實施例中，通過單個控制器和驅(qū)動電路調(diào)節(jié)一些或全部的傳感器 元件120。環(huán)形照明陣列152通常被布置為與傳感器陣列110平行（例如，在上方或在下 方），包括一系列分段的、相鄰的照明元件154,每個照明元件可以通過信號控制器156單獨 激活。信號控制器156接收來自傳感器控制器140的跟蹤位置信息并激活適當?shù)囊粋€（或 多個）分段154,使得從其發(fā)出的光信號對準所跟蹤的對象。如圖IA所示，當所跟蹤的對象 130到達最右方的圖示位置，僅分段154c被點亮；其他分段被關閉。
[0029] 在各個實施例中，傳感器元件120被布置成簇和/或環(huán)，具有從公共水平面中的單 個位置向外延伸的視野。如圖IB所示，每個元件120在由固定檢測角度限定的空間區(qū)域內(nèi) 發(fā)射并接收超聲波。因此傳感器具有全360度視野的檢測角度。在每個傳感器元件的固定 檢測角度（例如，角度210)內(nèi)，該角度的部分可能與其他元件的檢測角度相重疊（例如，角 度220、230)。來自在非重疊區(qū)域240和重疊區(qū)域220和230中傳輸?shù)某暡ǖ男畔⒈粋魉?并保存在存儲器250中。這種實施方式確保了對于空間中每個對象（甚至是在兩個相鄰傳 感器元件的邊界處的對象）的運動的檢測。
[0030] 傳感器控制器140可追隨多個跟蹤對象，并且信號控制器156相應地可以分別點 亮與每個對象對齊的不同分段154,且隨著對象運動而改變被點亮的分段，使得例如對于每 個跟蹤對象僅一個分段被點亮。在一些實施例中，每個傳感器兀件120與單個發(fā)光分段154 相關聯(lián)；例如，指示器可位于每個傳感器元件之上，或者可替代地，指示器可被布置在每對 相鄰傳感器元件之間。然而，這樣的布置僅是舉例說明。更一般地，照明陣列152可以具有 任何一維或二維模式的發(fā)光兀件158,并且這些兀件不需要被劃分成分段；相反，每個發(fā)光 元件158或者發(fā)光元件組可以被信號控制器156單獨尋址。發(fā)光元件158可以是發(fā)光二極 管（LED)、白熾燈泡或任何其他適合的可電驅(qū)動的照明源。信號控制器156包括開關矩陣及 合適的編程，用于響應地激活適當?shù)陌l(fā)光元件158。
[0031] 還應強調(diào)，照明陣列152的環(huán)狀結(jié)構(gòu)僅是舉例說明。優(yōu)選地，照明陣列可以在由傳 感器110處理的空間區(qū)域上運行，因此照明陣列可以是弧形環(huán)部分而非封閉的環(huán)。其實，如 果傳感器110被配置（例如以半球形式）用于感知平面外的對象，則照明陣列152可具有 在半球狀表面分布的照明元件158。
[0032] 此外，照明模式可以改變。當傳感器元件120以圓環(huán)狀排列，并且視覺指示器158 位于相鄰的傳感器元件之間時，在給定的波道（channel)兩側(cè)的指示器在該波道檢測到對 象時都會被點亮；這可提高指示器的可見性和有效性。在這種變型中，當給定的指示器158 兩側(cè)的兩個檢測器元件中的任何一個已經(jīng)檢測到對象時，該給定的指示器158都會被點 亮。如果單個波道檢測到對象，則兩個相鄰的指示器被點亮；如果兩個相鄰波道檢測到對 象，則這些檢測器元件之間以及兩側(cè)的三個指示器被點亮。
[0033] 在各個實施例中，控制器140、156可作為軟件、硬件或軟硬件的某一組合而被提 供，并且可作為分開的邏輯或物理的系統(tǒng)或者單一系統(tǒng)。例如，這兩個控制器中的任一個或 全部可以在一個或多個服務器級別的計算機上實現(xiàn)，例如在具有包含一個或多個處理器的 (PU板的PC上，所述處理器例如由位于美國加利福尼亞州圣克拉拉的英特爾公司出品的奔 騰或賽揚系列核處理器，以及位于美國伊利諾伊州紹姆堡的摩托羅拉公司出品的POWERPC 系列處理器，和/或由位于美國加利福尼亞州森尼韋爾的超微半導體公司（AMD)出品的 ATHLON系列處理器?？刂破骺砂幚砥?，該處理器包括用于存儲與上文描述的方法相關 的程序和/或數(shù)據(jù)的主存儲器單元。該存儲器可包括在常用硬件上駐留的隨機訪問存儲器 (RAM)、只讀存儲器（ROM)和/或閃速存儲器，所述常用硬件例如一個或多個專用集成電路 (ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA)、電可擦可編程只讀存儲器（EEPROM)、可編程只讀存儲 器（PROM)或可編程邏輯器件（PLD)。在一些實施例中，可以使用諸如光盤、磁盤等外部RAM 和/或ROM以及其他常用存儲裝置來提供程序。
[0034] 對于將一個或多個控制器140U56作為軟件程序來提供的實施例，該程序可以用 諸如 FORTRAN、PASCAL、JAVA、C、C++、C#、LISP、PERL、BASIC、PYTHON 等多種高級語言中的任 何一種或者任一合適的編程語言來編寫。此外，該軟件還可以采用針對目標裝置上駐留的 微處理器的匯編語言和/或機器語言來實現(xiàn)。
[0035] 所舉例說明的目標跟蹤和信號傳送系統(tǒng)可以被方便地部署在工業(yè)機器人上。通 常，工業(yè)機器人是自動控制的、可重新編程的多用途機械手，其可在三個或更多軸線上編 程。大部分機器人包括在工作包絡面內(nèi)運行的機械臂和/或機械手，并且通過由機器人 控制器操作的致動器來驅(qū)動機械臂和/或機械手的運動；可參見，例如美國專利5650704 和2010年7月26日提交的美國申請12/843540,以及2011年6月13日提交的美國申請 13/159047 (通過引用將上述的全部公開內(nèi)容包含于此）。因此，如圖所示，機器人控制器 160可以以本領域技術人員公知的方式通過向致動器170發(fā)送的信號來控制機器人的運動 學特性，包括機械手及附件的動作。這里，控制器160對來自傳感器控制器140的信號進行 響應。例如，當傳感器控制器140檢測到接近機器人的工作包絡面的運動對象時，它發(fā)信號 給機器人控制器160,機器人控制器160進而禁用其運行可能對所檢測到的運動對象造成 危害的全部或相關致動器170。當然，控制器140U60不一定是分開的實體，相反它們可以 在單個總體系統(tǒng)控制器內(nèi)實現(xiàn)。
[0036] 參考圖2,在各個實施例中，每個傳感器元件在一空間區(qū)域內(nèi)發(fā)射持續(xù)時間為Tp的 超聲波（或脈沖）?？梢钥缭蕉鄠€區(qū)域順序地或同時發(fā)射超聲波（或脈沖）。在超聲波（或 脈沖）信號結(jié)束時，傳感器控制器設置計數(shù)器C為零計數(shù)。在整個檢測過程中，計數(shù)器C按 固定時間間隔At增加，該固定時間間隔At的大小基于空間分辨率的合適單位來確定。例 如，對于1厘米的空間分辨率，At可以設置為58 μ s，其是由空氣中的聲音速度來確定的。 因而，計數(shù)器C的值表示基于傳感器元件接收到所反射的超聲波的時間的對象的距離。在 傳輸超聲波（或脈沖）之后，在測量反射波的振幅之前允許經(jīng)過最小時間段T w。這考慮到 了超聲波傳感器檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定并忽略小于最小檢測距離的對象。一旦經(jīng)過了 Tw，對于Tw 結(jié)束后的持續(xù)時間Tk，傳感器控制器在每個時間間隔△ t測量由傳感器元件收到的反射波 的振幅A。接著將所測量的反射波的振幅保存在存儲器中-特別地，保存在由計數(shù)器C索引 的數(shù)組中，使得每個數(shù)組元素（即數(shù)據(jù)點）代表在與當前波周期中與特定距離范圍相關的 特定時間t處測量的振幅A (t)。然后，由控制器使用如下文所介紹的運動檢測算法來處理 每個數(shù)組元素以確定對象的位置和運動。一旦經(jīng)過了 Tk，傳感器元件發(fā)射超聲波信號并且 重復該檢測循環(huán)。圖3示出了自適應地實時檢測運動對象的運動的迭代過程。在一個實施 例中，以在每個信號之間例如200毫秒或更少的時間間隔來運行該檢測循環(huán)以優(yōu)化檢測運 動對象的時間分辨率。
[0037] 每個傳感器元件是獨立的并且有自己的數(shù)據(jù)集。該運動檢測算法被設計成處理 該數(shù)據(jù)集并確定對象的運動而忽略靜止的對象。該算法可以是出于最小計算開銷的目的 而進行優(yōu)化的，所以它可以使用低成本微控制器實時地執(zhí)行。此外，運動檢測算法可以識 別并報告處于不同距離（范圍）具有不同速度（方位）的多個運動對象。參考圖4,該算 法的原理是：對于每個時間點，當前反射波周期的振幅偏差，例如D(t。)，為當前獲取的振 幅A(t。）減去來自先前的檢測周期（例如從周期1到周期N)的長期平均振幅讀數(shù)^(χ)，

【權利要求】
1. 一種用于給跟蹤的目標提供視覺跟蹤指示的方法，所述方法包括： 由跟蹤裝置跟蹤在限定的空間中運動的目標對象的位置；以及 響應于所跟蹤的位置，提供對于在所述空間中運動的目標持續(xù)可見并隨所跟蹤的位置 而變化的視覺跟蹤信號，所述信號在視覺上指示相對于所述跟蹤裝置的所跟蹤的位置。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中視野相對于所述跟蹤裝置至少覆蓋180度的范圍。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中視野相對于所述跟蹤裝置覆蓋360度的范圍。
4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述視覺跟蹤信號是由弧形照明裝置提供的，所 述弧形照明裝置具有角度可變的照明輸出，所述照明輸出被限制在與所跟蹤的目標持續(xù)對 齊的可變弧形區(qū)域。
5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其中所述弧形照明裝置具有封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，有效照 明的弧形區(qū)域沿整個環(huán)延伸。
6. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其中所述弧形照明裝置包括所述弧形照明裝置的多個 可單獨驅(qū)動的分段，所述分段隨著目標運動而被可變地驅(qū)動以保持所述對齊。
7. 根據(jù)權利要求1所述的方法，還包括： 由所述跟蹤裝置跟蹤在所述限定的空間中運動的第二目標對象的位置；以及 響應于所跟蹤的第二目標對象的位置，提供對于在所述空間中運動的第二目標對象持 續(xù)可見且隨所跟蹤的第二目標對象的位置而變化的第二視覺跟蹤信號，所述第二信號在視 覺上指示相對于所述跟蹤裝置的所跟蹤的第二目標對象的位置。
8. -種用于跟蹤運動的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括： 跟蹤系統(tǒng)，用于跟蹤在限定的空間中運動的目標對象的位置； 照明裝置，具有弧形輪廓和角度可變的照明輸出；以及 照明控制器，其響應于所述跟蹤系統(tǒng)，用于控制所述照明裝置提供對于在所述空間中 運動的目標持續(xù)可見并隨所跟蹤的位置而變化的視覺跟蹤信號，所述信號在視覺上指示相 對于所述跟蹤裝置的所跟蹤的位置。
9. 根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述跟蹤系統(tǒng)包括超聲波傳感器，所述超聲波傳 感器包括多個傳感器元件，每個元件在由固定角度限定的空間區(qū)域發(fā)射并接收超聲波； 耦合到所述傳感器元件的驅(qū)動電路；以及 超聲波控制器，用于控制從所述傳感器元件發(fā)射的超聲波并基于此確定對象的運動， 所述照明控制器使得所述照明裝置向所述目標位于的空間區(qū)域輸出光線。
10. 根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述照明裝置包括多個可單獨驅(qū)動的分段，每個 分段對應于所述空間區(qū)域的其中一個，所述分段隨著所述目標運動而被可變地驅(qū)動使得至 少與所述目標瞬間所處在的空間區(qū)域?qū)姆侄伪稽c亮。
11. 根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器元件和照明分段排列成環(huán)形。
12. 根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其中視野相對于所述跟蹤裝置至少覆蓋180度的范 圍。
13. 根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其中視野相對于所述跟蹤裝置覆蓋360度的范圍。
14. 根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述照明裝置具有角度可變的照明輸出，所述控 制器使得所述視覺信號被限制在與所跟蹤的目標持續(xù)對齊的可變弧形區(qū)域中。
15. 根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述照明裝置具有封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述角度可 變的照明輸出沿整個環(huán)延伸。
16. 根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述照明裝置包括多個可單獨驅(qū)動的分段，所述 控制器隨著所述目標運動可變地驅(qū)動所述分段以保持所述對齊。
17. 根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其中： 所述跟蹤系統(tǒng)被配置為跟蹤在所述限定的空間中運動的第二目標對象的位置；以及 所述照明控制器對所跟蹤的第二目標對象的位置進行響應并控制所述照明裝置提供 對于在所述空間中運動的第二目標對象持續(xù)可見且隨所跟蹤的第二目標對象的位置而變 化的第二視覺跟蹤信號，所述第二信號在視覺上指示相對于所述跟蹤裝置的所跟蹤的第二 目標對象的位置。
【文檔編號】B25J9/16GK104349874SQ201380029650
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年4月5日 優(yōu)先權日:2012年4月5日
【發(fā)明者】斯蒂芬·赫西 申請人:睿信科機器人有限公司, 斯蒂芬·赫西