[發明專利]一種基于深度相機的最短距離獲取方法及裝置

有效

• 申請號: 201910073414.X
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109872355B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 周旭廷;蔡劉平;張如意;郭慶洪;張強;于振中;李文興
• 申請（專利權）人: 合肥哈工仞極智能科技有限公司
• 主分類號: G06T7/521
• 分類號: G06T7/521;G06T7/73
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

本發明公開了一種基于深度相機的最短距離獲取方法及裝置，應用于最短最短距離探測系統，方法包括：1)、根據待轉換的深度圖對應的深度相機的焦距以及深度相機的相元尺寸，獲取深度圖中各個像素點對應的空間坐標，并將包含空間坐標的集合作為深度圖的點云；2)、對點云進行去噪處理，并獲取點云中的降采樣數據；3)、構建與深度圖對應的機器人相同工作狀態的虛擬機器人，將虛擬機器人對應的數據作為機器人點云；4)、根據不包含機器人點云，利用高斯背景建模算法，檢測出采樣數據中包含的闖入的外物；5)計算出機器人點云和各個闖入的外物的距離，從而得到最短距離。應用本發明實施例，可以提高距離識別的準確性。

技術領域

本發明涉及一種最短距離獲取方法及裝置，更具體涉及一種基于深度相機的最短距離獲取方法及裝置。

背景技術

工業機器人技術的日益成熟和應用場景的不斷拓展以及智能制造的大勢都需要機器人系統(包括機器人、末端工具以及各種傳感器/檢測設備)和操作人員之間在較小的工作空間內保持緊密互動，同時要保證機器人系統和操作人員的安全性。這里的重點是“較小的工作空間”、“人機緊密協作”和“高度的操作安全性”。為滿足這些新的需求，協作機器人應運而生。與傳統工業機器人相比，協作機器人具有如下典型特征：負載小、體積小、自重輕、造型美觀、在心理上對操作人員沒有威脅感、即使與環境和操作人員發生碰撞也不會造成傷害。為了避免協作機器人對操作人員造成傷害，通常要對協作機器人的工作狀態進行監控。當前第一類人機協作的主流方法是“關節電流監控法”。當機器人系統與外界發生碰撞時，關節電流會發生突變，軟件系統檢測到這種突變后，立即切斷關節驅動器的電源，使得機器人系統處于停機靜止狀態。但是，這種檢測方法是在發生碰撞時才可以檢測到，而且機器人系統與外界之間的瞬時接觸力可能會比較大，因此會對機器人系統和環境造成傷害。進而導致的結果是，如果機器人系統不與外界接觸，關節電流不產生突變，機器人不可能處于停機靜止狀態。也就是說，即使協作機器人與操作人員、協作機器人與其它物品之間的距離很小，具備很高的傷害可能時，協作機器人也不會停機。

當前進行協作機器人與其它進入協作機器人工作范圍內的外物的間距探測時使用的方法是，在協作機器人上安裝視覺探測器，然后利用視覺探測器識別出協作機器人與外物之間的間距。

但是，現有技術中將深度視覺探頭將深度相機放在機器人本體上，在進行舉例探測時需要經過復雜的坐標轉換，在轉換過程中會產生誤差，進而導致深度相機最短距離識別不夠準確的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供了一種基于深度相機的最短距離獲取方法及裝置，以解決現有技術中深度相機最短距離識別不夠準確的技術問題。

本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題的：

本發明實施例提供了一種基于深度相機的最短距離獲取方法，應用于最短距離探測系統，所述最短距離探測系統包括：設置在機器人本體之外的深度相機、以及機器人，所述方法包括：

1)、根據待轉換的深度圖對應的深度相機的焦距以及所述深度相機的相元尺寸，獲取所述深度圖中各個像素點對應的空間坐標，并將包含空間坐標的像素點的集合作為所述深度圖的點云；

2)、對所述點云進行去噪處理，并獲取所述點云中的采樣數據；

3)、構建與所述深度圖對應的機器人相同工作狀態的虛擬機器人，將所述虛擬機器人對應的數據作為機器人點云；并將所述深度圖的點云中除對應于所述機器人的區域之外的點云作為不包含機器人點云；

4)、根據所述不包含機器人點云，利用高斯背景建模算法，檢測出所述采樣數據中包含的闖入的外物；

5)根據所述機器人點云和各個所述闖入的外物的點云，計算所述機器人與所述闖入的外物之間的距離，并獲取所述機器人與所述闖入的外物之間的最短距離。

可選的，所述步驟1)，包括：