背景技術(shù)：

1、已經(jīng)提出了一種自主或手動工作器具，其具有加工單元，具有用于加工單元的前進運動的前進運動單元并且具有至少用于操控加工單元的控制單元。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明基于一種自主或手動工作器具、尤其是機器人，其具有加工單元、尤其是鉆孔單元，具有用于加工單元的前進運動的前進運動單元并且具有至少用于操控加工單元的控制單元。

2、提出，工作器具具有檢測單元，其中，控制單元設(shè)置為用于，根據(jù)直接投影到檢測單元上的光學定位元件來操控前進運動單元和/或加工單元。

3、通過工作器具的此類構(gòu)型可以借助加工單元實現(xiàn)特別精確地加工對象。可以實現(xiàn)特別高的工作質(zhì)量。可以實現(xiàn)工作器具在加工單元的工作環(huán)境中的特別精確的定位。有利地，可以特別可靠地抵抗加工單元與工作環(huán)境中的對象的碰撞。

4、工作器具優(yōu)選構(gòu)造為加工機器人、尤其是建筑機器人。特別優(yōu)選地，工作器具構(gòu)造為鉆孔機器人。然而替代地也可以設(shè)想，工作器具構(gòu)造為不同于鉆孔機器人的建筑工地機器人、例如構(gòu)造為粉刷機器人，構(gòu)造為擦窗機器人，構(gòu)造為掃地機器人，構(gòu)造為戶外機器人、例如表土疏松機器人，構(gòu)造為樹籬修剪機器人，構(gòu)造為除雪機器人，構(gòu)造為尤其用于收集樹葉、樹枝或類似物的收集機器人，構(gòu)造為這些機器人的組合，或者構(gòu)造為本領(lǐng)域技術(shù)人員認為有意義的其他工作器具。工作器具尤其與固定式工作器具不同地構(gòu)造。優(yōu)選，工作器具與固定安裝在一位置的器具不同(尤其是與工業(yè)機器人不同)地構(gòu)造。尤其地，工作器具配置為獨立地前進。“配置”尤其應(yīng)理解為專門編程、專門設(shè)計和/或?qū)ｉT配備?！耙粋€對象配置用于確定的功能”尤其應(yīng)理解為，該對象在至少一個應(yīng)用和/或運行狀態(tài)下滿足和/或?qū)嵤┰摯_定的功能。工作器具優(yōu)選構(gòu)造為移動式工作器具。優(yōu)選，工作器具能行走地構(gòu)造。然而替代地也可設(shè)想，工作器具構(gòu)造為無人機。

5、工作器具優(yōu)選設(shè)置為用于至少部分自動地加工對象。尤其地，工作器具設(shè)置為用于至少部分自動地在對象中產(chǎn)生鉆孔。工作器具優(yōu)選設(shè)置為用于獨立地加工對象，尤其是獨立地在對象中產(chǎn)生鉆孔?！霸O(shè)置”尤其應(yīng)理解為專門配置、專門設(shè)計和/或?qū)ｉT配備?！耙粋€對象設(shè)置為用于確定的功能”應(yīng)理解為，該對象在至少一個應(yīng)用和/或運行狀態(tài)下滿足和/或?qū)嵤┰摯_定的功能。優(yōu)選，對象是建筑物部件，例如墻壁、天花板、地板、立面等。然而替代地也可設(shè)想，對象與建筑物部件不同，例如(尤其是固定的、優(yōu)選靜止的)家具或類似物。

6、加工單元優(yōu)選具有操縱器單元、尤其是機器人手臂。尤其地，加工單元具有工具單元、尤其是末端執(zhí)行器。工具單元優(yōu)選布置在操縱器單元處、優(yōu)選操縱器單元的自由端部處。工具單元優(yōu)選具有工具接收部，用于接收工具、手持式工具機或類似物。工具特別優(yōu)選構(gòu)造為鉆頭。然而替代地也可設(shè)想，工具構(gòu)造為刷子、刮板、砂輪、鋸片、錘子或本領(lǐng)域技術(shù)人員認為有意義的其他工具?？稍O(shè)想，工具和/或手持式工具機是工具單元的一部分。也可設(shè)想，工具單元(尤其是工具和/或工具單元)能夠由控制單元操控。手持式工具機優(yōu)選構(gòu)造為鉆孔機。手持式工具機可構(gòu)造為市售手持式工具機。手持式工具機可構(gòu)造為蓄電池驅(qū)動的手持式工具機或有線手持式工具機。替代地也可設(shè)想，手持式工具機專門構(gòu)造為與加工單元共同起作用。替代地也可設(shè)想，手持式工具機構(gòu)造為旋擰機、刺鋸、膨脹螺栓插入器、鍵槽銑刀、切斷機、圓鋸、破碎錘、射釘槍、磨削機或本領(lǐng)域技術(shù)人員認為有意義的其他手持式工具機。操縱器單元優(yōu)選構(gòu)造為機器人手臂。操縱器單元尤其具有多軸運動學裝置。操縱器單元優(yōu)選具有六個自由度。然而替代地也可設(shè)想，操縱器單元具有少于六個的自由度。操縱器單元優(yōu)選能夠通過控制單元來操控。優(yōu)選，控制單元設(shè)置為用于，在加工對象時操控加工單元、尤其是操縱器單元和/或工具單元、優(yōu)選工具和/或手持式工具機。

7、前進運動單元優(yōu)選設(shè)置為用于產(chǎn)生前進運動力。優(yōu)選，加工單元、尤其是操縱器單元布置在前進運動單元處、優(yōu)選前進運動單元上。優(yōu)選，工具單元通過操縱器單元與前進運動單元至少機械地連接。前進運動單元尤其設(shè)置為用于使加工單元在底座(例如地面、墻壁和/或天花板)上運動。前進運動單元優(yōu)選設(shè)置為用于，使工作器具作為整體運動到底座上方。前進運動單元尤其具有行走機構(gòu)。前進運動單元、尤其是行走機構(gòu)例如具有鏈單元、滾子單元、輪單元、螺旋槳單元或本領(lǐng)域技術(shù)人員認為有意義的其他前進器件或它們的組合。

8、鏈單元尤其具有至少一個鏈傳動機構(gòu)，優(yōu)選至少兩個鏈傳動機構(gòu)。輪單元例如包括至少一個輪、優(yōu)選至少兩個輪、優(yōu)選至少三個輪并且特別優(yōu)選至少四個輪。滾子單元例如包括至少一個滾子，優(yōu)選至少兩個滾子，優(yōu)選至少三個滾子并且特別優(yōu)選至少四個滾子。尤其是在構(gòu)造為無人機的工作器具中，前進運動單元包括用于前進運動的至少一個螺旋槳單元或類似物。螺旋槳單元例如具有至少一個螺旋槳，優(yōu)選至少兩個螺旋槳并且特別優(yōu)選至少四個螺旋槳。

9、前進運動單元優(yōu)選具有至少一個驅(qū)動單元。尤其地，驅(qū)動單元設(shè)置為用于驅(qū)動行走機構(gòu)，優(yōu)選輪單元、滾子單元、鏈單元、螺旋槳單元或類似物。驅(qū)動單元尤其包括至少一個電動馬達或類似物。工作器具的器具框架(尤其是前進運動單元)的運動尤其與行走機構(gòu)的驅(qū)動(尤其是運動)耦合。通過(優(yōu)選借助驅(qū)動單元)所驅(qū)動的行走機構(gòu)，尤其能夠產(chǎn)生器具框架相對于底座(尤其是相對于工作環(huán)境)的運動。

10、器具框架相對于底座的運動尤其取決于通過控制單元的操控。驅(qū)動單元設(shè)置為用于，尤其是根據(jù)通過控制單元的操控，驅(qū)動行走機構(gòu)使得器具框架進行平移和/或旋轉(zhuǎn)運動。控制單元尤其包括至少一個處理器和存儲元件以及存儲在存儲元件上的運行程序。存儲元件優(yōu)選構(gòu)造為數(shù)字存儲介質(zhì)，例如硬盤或類似物。

11、工作環(huán)境例如可以是建筑物的建筑物內(nèi)部區(qū)域、外部區(qū)域(尤其是建筑物的外部區(qū)域)或類似物。加工單元尤其設(shè)置為用于，根據(jù)加工規(guī)劃至少加工對象。加工規(guī)劃例如保存在控制單元的存儲元件上。加工規(guī)劃例如被注明在加工單元的工作環(huán)境的工作環(huán)境模型中?？刂茊卧绕湓O(shè)置為用于，至少根據(jù)加工規(guī)劃和/或工作環(huán)境模型，在工作環(huán)境中導(dǎo)航前進運動單元和/或加工單元。

12、工作環(huán)境模型優(yōu)選是建筑信息模型(bim模型)或類似物。優(yōu)選，在工作環(huán)境模型中保存有：工作環(huán)境中的哪些對象應(yīng)被理解為測試對象。優(yōu)選，工作環(huán)境模型保存在控制單元的存儲元件上。替代地也可設(shè)想，工作環(huán)境模型存儲在外部單元上，其中，該外部單元優(yōu)選在數(shù)據(jù)技術(shù)上能夠與工作器具連接，尤其是無線和/或有線連接。外部單元例如可以構(gòu)造為智能手機、云、中央計算機、服務(wù)器、筆記本電腦、智能家居系統(tǒng)或類似物。也可設(shè)想，外部單元至少具有控制單元的一部分。

13、檢測單元優(yōu)選構(gòu)造為光學檢測單元。檢測單元尤其具有至少一個相機。尤其地，檢測單元、尤其是相機具有圖像傳感器。尤其地，工作器具的工作位置是工作器具(尤其是前進運動單元)在工作環(huán)境中的以下位置：在該位置處，待加工對象尤其能夠被加工單元加工，尤其是借助光學定位元件。此外附加地可設(shè)想，檢測單元(尤其是激光雷達單元)設(shè)置為用于，檢測在對象的規(guī)定的加工區(qū)域中的表面特性參量或用于求取表面特性參量的信息。

14、光學定位元件優(yōu)選能夠通過投影單元來生成。投影單元優(yōu)選具有激光器單元、尤其是線激光器，用于生成光學定位元件。替代地或附加地可設(shè)想，投影單元為了生成光學定位元件而具有投影儀或類似物。投影單元(尤其是光學定位元件的投影部)優(yōu)選定向在標記部位處?？稍O(shè)想，標記部位僅保存在工作環(huán)境模型中。替代地或附加地可設(shè)想，標記部位由布置在工作環(huán)境中(尤其是布置在待加工對象上)的標記元件定義。標記元件例如可以是鉆孔、反射筆、發(fā)光元件(例如led)、顏色標記、形狀標記、它們的組合或類似物?？稍O(shè)想，標記元件能夠通過工作器具(尤其是加工單元)被自動安放或生成在標記部位處。替代地也可設(shè)想，通過用戶或通過用戶對工作器具的操控，能夠?qū)擞浽卜呕蛏稍跇擞洸课惶?，或者，標記元件能夠利用與工作器具分離的器具(例如鉆孔機)生成或布置在標記部位處。

15、控制單元尤其設(shè)置為用于，根據(jù)直接投影到檢測單元(尤其是圖像傳感器)上的光學定位元件來操控前進運動單元和/或加工單元，尤其是用于加工對象，優(yōu)選在對象的至少一個加工部位處進行加工。尤其地，控制單元設(shè)置為用于，操控前進運動單元和/或加工單元，使得光學定位元件能夠被檢測單元檢測到、優(yōu)選(優(yōu)選直接)投影到檢測單元上?？稍O(shè)想，關(guān)于該至少一個加工部位的期望位置的信息保存在加工規(guī)劃中，尤其是保存在工作環(huán)境模型中。加工部位尤其不同于標記部位。

16、控制單元優(yōu)選設(shè)置為用于，至少操控加工單元并且尤其按需地操控前進運動單元，以沿著加工線加工對象、尤其以沿著加工線產(chǎn)生鉆孔。該至少一個加工部位尤其位于加工線上。加工線優(yōu)選由工作環(huán)境中的光學定位元件預(yù)先給定。可設(shè)想，關(guān)于加工線的信息、尤其是關(guān)于加工線的位置的信息保存在加工規(guī)劃中，優(yōu)選保存在工作環(huán)境模型中?？刂茊卧獌?yōu)選設(shè)置為用于，在沿著加工線、尤其是加工部位加工對象時，根據(jù)直接投影到檢測單元(尤其是圖像傳感器)上的光學定位元件，操控加工單元并且尤其按需地操控前進運動單元。

17、進一步提出，光學定位元件構(gòu)造為線元件。有利地，可以實現(xiàn)加工單元的特別精確的定向，用于加工對象。光學定位元件尤其通過電磁輻射(優(yōu)選可見光)形成。優(yōu)選，光學定位元件具有直線的走向。光學定位元件尤其是激光線。然而替代地也可設(shè)想，光學定位元件構(gòu)造為圓形、點狀等。

18、此外提出，檢測單元具有與定位元件適配的帶通濾波器。有利地，可以特別精確地檢測光學定位元件。有利地，在加工對象時可以特別精確地導(dǎo)航加工單元?？梢詫崿F(xiàn)特別高的加工質(zhì)量。帶通濾波器尤其設(shè)置為僅允許光學定位元件的波長范圍通過。

19、此外提出，控制單元配置為用于，求取光學定位元件的中心。有利地，可以特別精確地確定定位元件的位置。尤其是在加工對象時，可以實現(xiàn)加工單元的特別精確的定位。優(yōu)選，直接投影到檢測單元(尤其是圖像傳感器)上的光學定位元件具有寬度。優(yōu)選，直接投影到檢測單元(尤其是圖像傳感器)上的光學定位元件的寬度垂直于直接投影到檢測單元(尤其是圖像傳感器)上的光學定位元件的主延伸軸走向。直接投影到檢測單元(尤其是圖像傳感器)上的光學定位元件的中心是相對于該寬度而言的?？刂茊卧绕湓O(shè)置為使用用于求取中心的算法。控制單元例如設(shè)置為用于，將該算法應(yīng)用于借助檢測單元(尤其是相機)所記錄的圖像。例如為了求取直接投影到檢測單元(優(yōu)選圖像傳感器)上的光學定位元件的中心，控制單元配置為應(yīng)用類似于lu?yonghua、zhang?jia、li?xiaoyan等人的方法的算法(參見lu?yonghua、zhang?jia、li?xiaoyan所著的“a?robust?method?for?adaptive?centerextraction?of?linear?structured?light?stripe.transactions?of?nanjinguniversity?of?aeronautics?and?astronautics.”2020,37(4)，第586-596頁)。

20、此外提出，加工單元具有(尤其是先前已提到的)操縱器單元，其中，控制單元設(shè)置為用于根據(jù)定位元件使操縱器單元定向。有利地，可以支持借助加工單元對對象進行特別精確的加工?？刂茊卧獌?yōu)選設(shè)置為用于，根據(jù)光學定位元件對操縱器單元(尤其是工具單元)進行定向，以用于優(yōu)選沿著加工線加工對象，優(yōu)選用于加工該至少一個加工部位。控制單元例如設(shè)置為用于，操控加工單元和/或前進運動單元，使得將(尤其是直接投影到檢測單元上的)光學定位元件居中布置在圖像傳感器上。尤其由于控制單元操控加工單元和/或前進運動單元，使得直接投影到檢測單元上的光學定位元件居中布置在圖像傳感器上，則能夠?qū)Σ倏v器單元、尤其是工具單元進行定向。圖像傳感器尤其具有矩形的傳感器面。替代地也可設(shè)想，傳感器面是正方形、圓形或本領(lǐng)域技術(shù)人員認為有意義的其他表面形狀。尤其地，在光學定位元件居中布置在圖像傳感器上時，光學定位元件的主延伸軸優(yōu)選垂直于傳感器面的主延伸軸并且尤其平行于傳感器面的主延伸平面走向。在光學定位元件居中布置時，光學定位元件的主延伸軸尤其穿過傳感器面的幾何中心走向。

21、進一步提出，檢測單元布置在操縱器單元上。有利地，可以將對借助檢測單元檢測到的信息進行的、用于定向操縱器單元的處理步驟的數(shù)量保持為特別小的。有利地，可以將控制單元的計算花費保持為特別小的。有利地，可以將誤差源的數(shù)量保持為特別小的。優(yōu)選，檢測單元布置在操縱器單元的自由端部處。

22、此外，提出一種系統(tǒng)，其具有工作器具和(尤其是先前已提到的)投影單元，該投影單元至少用于生成光學定位元件。通過此類系統(tǒng)可以實現(xiàn)特別精確地自主加工對象。可以實現(xiàn)特別高的工作質(zhì)量?？梢詫崿F(xiàn)工作器具在加工單元的工作環(huán)境中的特別精確的定位。有利地，可以特別可靠地抵抗加工單元與工作環(huán)境中的對象的碰撞。投影單元例如能夠通過用戶在標記部位處定向。然而替代地也可設(shè)想，投影單元配置為(尤其是無用戶干預(yù)地)自動定向，例如借助用于檢測標記部位或類似物的檢測單元。優(yōu)選，投影單元與工作器具分離地構(gòu)造。尤其地，投影單元設(shè)置為用于，將光學定位元件(尤其是線元件)投影到加工區(qū)域上并且直接投影到檢測單元(尤其是圖像傳感器)上，尤其是同時進行投影。優(yōu)選，投影單元設(shè)置為用于，將光學定位元件直接投影到檢測單元(優(yōu)選圖像傳感器)上。尤其地，投影單元被配置和/或布置成使得光學定位元件在投影單元與檢測單元(尤其是圖像傳感器)之間不會遇到反射面或類似物。

23、此外，本發(fā)明基于一種用于至少部分自動地加工(尤其是先前已提到的)對象的方法，尤其是至少部分自動地在(尤其是先前已提到的)對象、優(yōu)選(尤其是先前已提到的)建筑物部件中產(chǎn)生鉆孔的方法，借助自主或手動工作器具、尤其借助先前已提到的工作器具或者借助系統(tǒng)、尤其是借助先前已提到的系統(tǒng)。提出，根據(jù)直接投影到檢測單元上的(尤其是先前已提到的)光學定位元件來操控工作器具的(尤其是先前已提到的)加工單元和/或工作器具的(尤其是先前已提到的)前進運動單元。此類構(gòu)型的方法實現(xiàn)了特別精確地自主加工對象?？梢詫崿F(xiàn)特別高的工作質(zhì)量?？梢詫崿F(xiàn)工作器具在加工單元的工作環(huán)境中的特別精確的定位。有利地，可以特別可靠地抵抗工作器具與工作環(huán)境中的對象的碰撞。

24、此外提出，根據(jù)直接投影到檢測單元的、構(gòu)造為線元件的(尤其是先前已提到的)光學定位元件來操控加工單元和/或所述前進運動單元。有利地，可以實現(xiàn)特別精確地定向加工單元以加工對象。

25、在此，工作器具、系統(tǒng)和/或方法不應(yīng)局限于上面所描述的應(yīng)用和實施方式。尤其地，為了滿足在本文中所描述的工作方式，工作器具、系統(tǒng)和/或方法可以具有與本文所提到數(shù)量不同的數(shù)量的單個元件、構(gòu)件、單元和方法步驟。此外，對于在本公開中給出的數(shù)值范圍，在所提到的極限內(nèi)的值也應(yīng)被視為已公開的且能夠任意使用的。