机器人的碰撞检测方法及装置、机器人制造方法及图纸

本申请实施例涉及一种机器人的碰撞检测方法及装置、机器人，本申请实施例的机器人的碰撞检测方法包括如下步骤：获取机器人的末端点、障碍物点以及目标点的位置信息；在机器人的末端向目标点移动的过程中，根据机器人的末端点的位置信息和障碍物点的位置信息，获取机器人的末端点与每个障碍物点的空间距离；当机器人的末端点与任一障碍物点的空间距离小于设定阈值，且预设的约束条件不满足时，控制机器人停止运行，其中，预设的约束条件用于指示机器人是否将目标点判断为障碍物。本申请实施例的机器人的碰撞检测方法能够满足现有工况下机器人的碰撞检测需求，降低了力、力矩传感器的安装成本高的问题，提高了碰撞检测的准确度。

【技术实现步骤摘要】
机器人的碰撞检测方法及装置、机器人
本专利技术涉及碰撞检测的
，特别是涉及一种机器人的碰撞检测方法。
技术介绍
工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能，工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。在实际的生产现场中，通常部署有大量的工业机器人，面对复杂的生产工况，工业机器人之间难免发生碰撞，当工业机器人在进行作业任务过程中发生碰撞，碰撞力会迅速增大，若工业机器人不能及时检测出碰撞或者检测出碰撞过程中出现的错误信息，进而发生危险，会造成人身或者财产损失。在传统的一些技术中，在工业机器人的机械臂末端法兰与负载之间设置六维力传感器，通过传感器检测碰撞或负载受到的外部碰撞力，但碰撞检测精度容易受测量设备的响应速度和分辨率的影响而达不到要求，且六维力传感器的安装成本高。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种机器人的碰撞检测方法，该机器人的碰撞检测方法能够满足现有工况下机器人的碰撞检测需求，降低了力、力矩传感器的安装成本高的问题，提高了碰撞检测的准确度，能够满足机器人在不同工况下碰撞检测需求，在同一工况下对不同碰撞物体的检测具有自适应性。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种机器人的碰撞检测方法，包括如下步骤：获取所述机器人的操作空间中，所述机器人的末端点、障碍物点以及目标点的位置信息；在所述机器人的末端向所述目标点移动的过程中，根据所述机器人的末端点的位置信息和所述障碍物点的位置信息，获取所述机器人的末端点与每个所述障碍物点的空间距离；当所述机器人的末端点与任一所述障碍物点的空间距离小于设定阈值，且预设的约束条件不满足时，控制所述机器人停止运行，其中，所述预设的约束条件用于指示所述机器人是否将所述目标点判断为所述障碍物。进一步，所述约束条件包括：所述机器人的末端点与所述目标点之间的引力势场大于第一阈值，且所述机器人的末端点与每个所述障碍物点之间的斥力势场小于第二阈值，其中，每一个所述障碍物点作为一个斥力势场，所述目标位置点作为一个引力势场，所述机器人的末端点与所述障碍物点之间的距离与所述斥力势场的大小成反比，所述机器人的末端点与所述目标点之间的距离与所述引力势场的大小成正比。进一步，还包括如下步骤：当所述机器人的末端点与任一所述障碍物点的空间距离小于设定阈值时，且预设的约束条件满足时，控制所述机器人执行预设的抓取动作。进一步，所述根据所述机器人的末端点的位置信息和所述障碍物点的位置信息，获取所述机器人的末端点与每个所述障碍物点的空间距离，包括：通过如下公式，获取所述机器人的末端点与每个所述障碍物点的空间距离：e(t)＝||Pz-Po||2其中，e(t)为误差随时间的变化量，用于指示空间中两点的距离；Pz为所述机器人的末端点的位置信息,Po为所述障碍物点的位置信息。进一步，获取所述障碍物点、所述目标点的位置信息的步骤包括：通过双目视觉传感器获取所述障碍物点、所述目标点在所述机器人的操作空间中的位置向量。本专利技术的第二目的在于提供一种机器人的碰撞检测装置，包括：位置信息获取模块，用于获取所述机器人的操作空间中，所述机器人的末端点、障碍物点以及目标点的位置信息；空间距离获取模块，用于在所述机器人的末端向所述目标点移动的过程中，根据所述机器人的末端点的位置信息和所述障碍物点的位置信息，获取所述机器人的末端点与每个所述障碍物点的空间距离；碰撞检测模块，用于当所述机器人的末端点与任一所述障碍物点的空间距离小于设定阈值，且预设的约束条件不满足时，控制所述机器人停止运行，其中，所述预设的约束条件用于指示所述机器人是否将所述目标点判断为所述障碍物。进一步，所述约束条件包括：所述机器人的末端点与所述目标点之间的引力势场大于第一阈值，且所述机器人的末端点与每个所述障碍物点之间的斥力势场小于第二阈值，其中，每一个所述障碍物点作为一个斥力势场，所述目标位置点作为一个引力势场，所述机器人的末端点与所述障碍物点之间的距离与所述斥力势场的大小成反比，所述机器人的末端点与所述目标点之间的距离与所述引力势场的大小成正比。进一步，还包括：第二碰撞检测单元，用于当所述机器人的末端点与任一所述障碍物点的空间距离小于设定阈值时，且预设的约束条件满足时，控制所述机器人执行预设的抓取动作。进一步，所述空间距离获取模块包括：空间距离获取单元，用于通过如下公式，获取所述机器人的末端点与每个所述障碍物点的空间距离：e(t)＝||Pz-Po||2其中，e(t)为误差随时间的变化量，用于指示空间中两点的距离；Pz为所述机器人的末端点的位置信息,Po为所述障碍物点的位置信息。本专利技术的第三目的在于提供一种机器人，包括：至少一个存储器以及至少一个处理器；所述存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求第一方面所提供的机器人的碰撞检测方法。本专利技术的一种机器人的碰撞检测方法的有益效果：能够满足现有工况下机器人的碰撞检测需求，降低了力、力矩传感器的安装成本高的问题，提高了碰撞检测的准确度，能够满足机器人在不同工况下碰撞检测需求，在同一工况下对不同碰撞物体的检测具有自适应性。在机器人作业碰撞检测过程中，采用人工势场法进行碰撞检测的约束与判断，告知机器人系统是否发生与障碍物的碰撞，使碰撞的检测更加的准确。附图说明利用附图对专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本专利技术的机器人的碰撞检测方法的流程图；图2是一个例子中的机器人与障碍物和目标点的位置关系示意图；图3是一个例子中的机器人与双目视觉相机和障碍物的位置关系示意图；图4是一个例子中的双目视觉相机对障碍物测距的原理示意图；图5是一个例子中的机器人的碰撞检测装置的结构示意图；图6是本专利技术一个例子中的机器人的结构示意图。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请实施例保护的范围。在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人的碰撞检测方法，其特征在于，包括如下步骤：/n获取所述机器人的操作空间中，所述机器人的末端点、障碍物点以及目标点的位置信息；/n在所述机器人的末端向所述目标点移动的过程中，根据所述机器人的末端点的位置信息和所述障碍物点的位置信息，获取所述机器人的末端点与每个所述障碍物点的空间距离；/n当所述机器人的末端点与任一所述障碍物点的空间距离小于设定阈值，且预设的约束条件不满足时，控制所述机器人停止运行，其中，所述预设的约束条件用于指示所述机器人是否将所述目标点判断为所述障碍物。/n

【技术特征摘要】
1.一种机器人的碰撞检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取所述机器人的操作空间中，所述机器人的末端点、障碍物点以及目标点的位置信息；
在所述机器人的末端向所述目标点移动的过程中，根据所述机器人的末端点的位置信息和所述障碍物点的位置信息，获取所述机器人的末端点与每个所述障碍物点的空间距离；
当所述机器人的末端点与任一所述障碍物点的空间距离小于设定阈值，且预设的约束条件不满足时，控制所述机器人停止运行，其中，所述预设的约束条件用于指示所述机器人是否将所述目标点判断为所述障碍物。


2.根据权利要求1所述的机器人的碰撞检测方法，其特征在于，所述约束条件包括：
所述机器人的末端点与所述目标点之间的引力势场大于第一阈值，且所述机器人的末端点与每个所述障碍物点之间的斥力势场小于第二阈值，其中，每一个所述障碍物点作为一个斥力势场，所述目标位置点作为一个引力势场，所述机器人的末端点与所述障碍物点之间的距离与所述斥力势场的大小成反比，所述机器人的末端点与所述目标点之间的距离与所述引力势场的大小成正比。


3.根据权利要求2所述的机器人的碰撞检测方法，其特征在于，还包括如下步骤：
当所述机器人的末端点与任一所述障碍物点的空间距离小于设定阈值时，且预设的约束条件满足时，控制所述机器人执行预设的抓取动作。


4.根据权利要求1-3任一项所述的机器人的碰撞检测方法，其特征在于，所述根据所述机器人的末端点的位置信息和所述障碍物点的位置信息，获取所述机器人的末端点与每个所述障碍物点的空间距离，包括：
通过如下公式，获取所述机器人的末端点与每个所述障碍物点的空间距离：
e(t)＝||Pz-Po||2
其中，e(t)为误差随时间的变化量，用于指示空间中两点的距离；Pz为所述机器人的末端点的位置信息,Po为所述障碍物点的位置信息。


5.根据权利要求1所述的机器人的碰撞检测方法，其特征在于，获取所述障碍物点、所述目标点的位置信息的步骤包括：
通过双目视觉传感器获取所述障碍物点、所述目标点在所述机器人的操作空间中的位置向量。


6.一种机器...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐杨，应坤，刘旭，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44