[發(fā)明專利]機械臂避障運動規(guī)劃方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011594476.4
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112720494A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘國慶;施逸飛;任帥;徐昕;張忠海;洪華杰;方強;黃俊文;蔡湘婷;于功敬;孫健;魏紫竹;王紅偉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天測控技術(shù)有限公司;中國人民解放軍國防科技大學(xué)智能科學(xué)學(xué)院
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京華夏泰和知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11662
• 代理人: 蔡良偉;李曼

1.一種機械臂避障運動規(guī)劃方法，其特征在于，包括：

獲取機械臂模型和場景RGB-D圖像；

將所述場景RGB-D圖像輸入預(yù)訓(xùn)練完成的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得到場景中形狀補全信息，所述形狀補全信息用于表征完成形狀補全的場景信息；

基于所述機械臂模型生成運動配置信息；

基于所述運動配置信息和所述形狀補全信息進行運動規(guī)劃。

2.如權(quán)利要求1所述的機械臂避障運動規(guī)劃方法，其特征在于，所述將所述場景RGB-D圖像輸入預(yù)訓(xùn)練完成的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得到場景中形狀補全信息包括：

基于所述深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提取場景中每個點的紋理特征和幾何特征；

對所述紋理特征和所述幾何特征進行拼接得到融合特征；

將所述場景中所有點的融合特征進行池化，得到全局特征；

將所述全局特征拼接到每個點的所述融合特征上，得到每個點的特征向量；

基于所述特征向量通過多任務(wù)學(xué)習(xí)得到所述形狀補全信息。

3.如權(quán)利要求1所述的機械臂避障運動規(guī)劃方法，其特征在于，所述基于所述機械臂模型生成運動配置信息包括：

基于所述機械臂模型配置生成MoveIt配置信息；

基于所述機械臂模型生成IK-Fast求解器配置信息。

4.如權(quán)利要求1所述的機械臂運動規(guī)劃方法，其特征在于，所述基于所述運動配置信息和所述形狀補全信息進行運動規(guī)劃包括：

讀取形狀補全信息，所述形狀補全信息包括完成形狀補全的場景信息的點云信息；

基于所述形狀補全信息創(chuàng)建空間地圖，所述空間地圖用于表征障礙物分布狀態(tài)；

基于所述空間地圖進行運動規(guī)劃。

5.如權(quán)利要求4所述的機械臂避障運動規(guī)劃方法，其特征在于，基于所述形狀補全信息創(chuàng)建空間地圖包括：

通過區(qū)域濾波濾除完成形狀補全的場景信息的點云信息中的機械臂對應(yīng)的點云信息，得到過濾點云信息；

基于所述過濾點云信息創(chuàng)建所述空間地圖。

6.如權(quán)利要求1所述的機械臂避障運動規(guī)劃方法，其特征在于，還包括：

基于手眼標(biāo)定將所述補全信息進行坐標(biāo)變換至機械臂基座坐標(biāo)系下。

7.如權(quán)利要求1所述的機械臂避障運動規(guī)劃方法，其特征在于，還包括：

基于所述形狀補全信息計算場景RGB-D圖像的沖突點數(shù)值；

將所述沖突點數(shù)值作為所述補全信息質(zhì)量的置信度對所述形狀補全信息進行驗證。

8.一種機械臂避障運動規(guī)劃裝置，其特征在于，包括：

獲取模塊，用于獲取機械臂模型和場景RGB-D圖像；

補全模塊，用于將所述場景RGB-D圖像輸入預(yù)訓(xùn)練完成的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得到場景中形狀補全信息，所述形狀補全信息用于表征完成形狀補全的場景信息；

配置模塊，用于基于所述機械臂模型生成運動配置信息；

規(guī)劃模塊，用于基于所述運動配置信息和所述形狀補全信息進行運動規(guī)劃。

9.如權(quán)利要求1所述的機械臂避障運動規(guī)劃裝置，其特征在于，所述補全模塊包括：

特征提取單元，用于基于所述深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提取場景中每個點的紋理特征和幾何特征；

第一拼接單元，用于對所述紋理特征和所述幾何特征進行拼接得到融合特征；

池化單元，用于將所述場景中所有點的融合特征進行池化，得到全局特征；

第二拼接單元，用于將所述全局特征拼接到每個點的所述融合特征上，得到每個點的特征向量；

輸出單元，用于基于所述特征向量通過多任務(wù)學(xué)習(xí)得到所述形狀補全信息。

10.如權(quán)利要求1所述的機械臂避障運動規(guī)劃裝置，其特征在于，所述配置模塊包括：

第一配置單元，用于基于所述機械臂模型配置生成MoveIt配置信息；

第二配置單元，用于基于所述機械臂模型生成IK-Fast求解器配置信息。