[發明專利]基于視覺感知的被動柔順機器人拋磨路徑規劃系統

有效

• 申請號: 202010978938.6
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112045688B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 任燕;屈保中;袁賢;崔庚彥;高功臣;韓孟洋;張華文
• 申請（專利權）人: 河南工業職業技術學院
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J11/00
• 代理公司: 西安合創非凡知識產權代理事務所(普通合伙) 61248
• 代理人: 馬英

本發明公開了一種基于視覺感知的被動柔順機器人拋磨路徑規劃系統，包括：視覺感知模塊，用于感知拋磨工件、待加工部件的外形及形變參數；姿態感知模塊，用于感知拋磨機器人拋磨工件、待加工部件的姿態參數；距離感知模塊，用于感知拋磨工件與待加工部件的距離參數；拋磨路徑規劃模塊，用于基于模糊網絡神經算法根據視覺感知模塊感知到的拋磨工件、待加工部件的外形及形變參數、姿態感知模塊感知到的拋磨機器人拋磨工件/待加工部件姿態參數以及距離感知模塊感知到的距離參數以及預設的待加工部件拋磨目標參數進行柔順機器人拋磨路徑的規劃。本發明可以自動實現機器人拋磨路徑的快速合理規劃，大大降低了工件的加工廢件率。

技術領域

本發明涉及機器人拋磨路徑規劃領域，具體涉及一種基于視覺感知的被動柔順機器人拋磨路徑規劃系統。

背景技術

近年來,隨著機器人技術的迅猛發展與制造業的轉型升級,機器人越來越多地被應用于工業領域。由于機器人具有較大的剛性,定位精度較低,在進行拋磨加工這類接觸式作業時,通過傳統的位置控制已經無法滿足作業要求,需要給拋磨機器人增加柔順控制,并對拋磨接觸力進行檢測與控制。目前,實現接觸力控制的方式主要有主動力控制和被動力控制兩種。主動力控制方法要求機器人控制器同時實現力和位置的控制,存在力/位耦合,因而實現較為復雜。相比較而言,被動力控制引入獨立于機器人的柔順裝置,將力控制從機器人控制器分離出來,通過柔順裝置實現,比主動力控制更加簡單易行,因此在工業應用場合有著更廣泛的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種基于視覺感知的被動柔順機器人拋磨路徑規劃系統，可以自動實現機器人拋磨路徑的快速合理規劃，大大降低了工件的加工廢件率。

以及二維激光雷達通過里程計進行機器人的全局位置信息的獲取，從而可以控制機器人精確的實現過門的運動。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

基于視覺感知的被動柔順機器人拋磨路徑規劃系統，包括：

視覺感知模塊，用于感知拋磨工件、待加工部件的外形及形變參數；

姿態感知模塊，用于感知拋磨機器人拋磨工件、待加工部件的姿態參數；

距離感知模塊，用于感知拋磨工件與待加工部件的距離參數；

拋磨路徑規劃模塊，用于基于模糊網絡神經算法根據視覺感知模塊感知到的拋磨工件、待加工部件的外形及形變參數、姿態感知模塊感知到的拋磨機器人拋磨工件、待加工部件姿態參數以及距離感知模塊感知到的距離參數以及預設的待加工部件拋磨目標參數進行柔順機器人拋磨路徑的規劃。

進一步地，所述視覺感知模塊首先基于雙目視覺傳感器進行待加工部件圖和拋磨工件圖的采集，然后基于顯著圖的圖像分割方法，利用顯著圖檢測策略,獲取待加工部件圖的顯著圖,將顯著圖作為掩碼圖像,對待加工部件圖和拋磨工件圖進行復雜背景分割，然后基于DSSD__Inception_V3_coco 模型實現待加工部件和拋磨工件形狀、孔洞、凸起、裂縫等的檢測識別，最后基于連通分量外接矩形的長寬比進行待加工部件和拋磨工件尺寸、孔洞、凸起、裂縫等的測量。

進一步地，所述姿態感知模塊首先基于三維姿態傳感器采集拋磨機器人機械臂的姿態信息，所述拋磨機器人機械臂為蛇形機械臂，由若干呈首尾連接的機械單元及位于機械單元之間的舵機組件構成，每個機械單元均內載一三維姿態傳感器，基于各機械單元的姿態參數推算拋磨機器人拋磨工件、待加工部件的姿態參數。

進一步地，所述距離感知模塊采用四組雙目視覺傳感器，基于拋磨機器人機械臂上布置的呈環狀的標記物上下左右四邊與待加工部件之間的距離參數實現拋磨工件與待加工部件之間距離參數的計算。