[發明專利]機器人動作安全檢測方法和裝置、電子設備、存儲介質

有效

• 申請號: 202110295956.9
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN112936288B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 蔣遠東;黃秋蘭;於其之
• 申請（專利權）人: 之江實驗室
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 應孔月

本發明提供了一種機器人動作安全檢測方法和裝置、電子設備、存儲介質，該方法包括：搭建D?H模型，確定D?H參數，基于D?H模型及D?H參數計算各關節間的位姿變換矩陣，建立各關節間的關系；動作執行前，獲取所要執行動作的關節軌跡，通過各關節間的關系計算動作執行過程中各關節將經過的區域，生成軌跡地圖；動作執行前，獲取當前時刻二維激光雷達數據一幀，生成障礙地圖，并且在動作執行過程中實時根據雷達數據，更新障礙地圖；在執行動作前及執行過程中，對比所述軌跡地圖與障礙地圖，如果一致，可以執行動作，如果不一致，說明所執行動作的路徑中存在障礙，機器人立即停止動作。相較于其他安全檢測的方法，本方法計算更為精確，并具有更高的時效性。

技術領域

本申請實施例涉及機器人技術領域，尤其涉及一種機器人動作安全檢測方法和裝置、電子設備、存儲介質。

背景技術

機器人在執行肢體動作時是按照規劃的軌跡移動的，若周圍物體在機器人工作的過程中太過靠近機器人，可能會被機器人傷害以及造成機器人自身損害。為此，如果機器人能夠在執行動作前，發現周圍有障礙，應該及時反饋，停止執行；如果動作執行期間，周圍物體太過靠近時也應該及時發出提醒信號，同時機器人立刻停止動作，從而提高安全性。

現有的安全檢測方法：機器人在做一些肢體動作前，會以自身中心為原點、將半徑為R的整周區域作為工作范圍進行安全檢測。如果在此范圍內有障礙，機器人不執行動作，避免碰到周圍物體。但是機器人執行肢體動作時，工作范圍只是整周區域的一部分，并且每種動作的工作范圍也不同。這種將整周區域都作為工作范圍的安全檢測方法的精確性比較差，不利于人與機器人進行交互，另外該方法不能在動作執行過程中實時進行安全檢測。

發明內容

本申請實施例提供了一種機器人動作安全檢測方法和裝置、電子設備、存儲介質，以解決相關技術中檢測精度低、實時性差的技術問題。

根據本申請實施例的第一方面，提供一種機器人動作安全檢測方法，包括：

搭建D-H模型，確定D-H參數，基于所述D-H模型及D-H參數計算各關節間的位姿變換矩陣，建立各關節間的關系；

動作執行前，獲取所要執行動作的關節軌跡，通過所述各關節間的關系計算動作執行過程中各關節將經過的區域，生成軌跡地圖；

動作執行前，獲取當前時刻二維激光雷達數據一幀，生成障礙地圖，并且在動作執行過程中實時根據雷達數據，更新障礙地圖；

在執行動作前及執行過程中，對比所述軌跡地圖與障礙地圖，如果一致，可以執行動作，如果不一致，說明所執行動作的路徑中存在障礙，機器人立即停止動作。

進一步地，搭建D-H模型，確定D-H參數，包括：

以各關節處于零位時的狀態作為初始姿態，在每個關節建立一個坐標系，通過坐標系變換來確定各關節的位姿，搭建D-H模型；

根據機器人自身結構參數，確定D-H參數，所述D-H參數包括Θ、d、a、α，其中Θ表示繞Z軸轉動的角度、d表示沿著軸線方向滑移、a表示兩個旋轉軸之間的公垂線長度、α表示兩個旋轉軸之間的夾角。

進一步地，生成軌跡地圖，包括：

將動作執行過程中的各關節經過的區域作為機器人的工作范圍，此區域中心與機器人中心一致，X，Y正方向與機器人坐標系一致，然后將此區域投影到地面，按照預定的步長進行網格化；

將網格化的區域用二維數組來表示，數組的每個元素為“0”或“1”，其中“0”表示動作將經過的區域，“1”表示動作不經過的區域，最終將此數組作為所執行動作的軌跡地圖。

進一步地，生成障礙地圖，包括：

將所述雷達數據轉換為機器人坐標系下的障礙點，然后將其投影到地面，按照預定的步長進行網格化；