[發(fā)明專(zhuān)利]軌跡生成方法、裝置、電子設(shè)備、存儲(chǔ)介質(zhì)和3D相機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110511370.1
• 申請(qǐng)日: 2021-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113199480B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李輝;魏海永;王銀仲;劉冬;丁有爽;邵天蘭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 梅卡曼德（北京）機(jī)器人科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B25J9/16
• 分類(lèi)號(hào): B25J9/16;B05B12/12
• 代理公司: 北京科石知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11595
• 代理人: 徐紅崗

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種軌跡生成方法、裝置、電子設(shè)備、存儲(chǔ)介質(zhì)和3D相機(jī)。軌跡生成方法包括：獲取物品的二維圖像；計(jì)算所述二維圖像的外接矩形；基于所述外接矩形生成二維軌跡點(diǎn)；獲取二維軌跡點(diǎn)的高度信息；基于二維軌跡點(diǎn)以及獲取的二維軌跡點(diǎn)的高度信息生成三維軌跡點(diǎn)。本發(fā)明對(duì)于特定的工業(yè)場(chǎng)景，即待噴涂物品為放置在一起的多個(gè)向各個(gè)方向彎曲的物品且噴涂要求是能把這堆物品表面都噴上就行，無(wú)需考慮是否會(huì)噴涂到單個(gè)物品之外的工業(yè)場(chǎng)景，通過(guò)基于物品的外接矩形，生成二維的能夠全面覆蓋整個(gè)外接矩形的噴涂軌跡點(diǎn)，之后再基于物品的高度信息將二維軌跡點(diǎn)轉(zhuǎn)換為在三維空間扭曲且全面覆蓋整個(gè)面的軌跡點(diǎn)。使得機(jī)器人能夠基于該三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行噴涂等操作，有效避免該特定場(chǎng)景下進(jìn)行噴涂時(shí)與物品的碰撞。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及圖像處理領(lǐng)域，更具體而言，特別涉及軌跡生成方法、裝置、電子設(shè)備、存儲(chǔ)介質(zhì)和3D相機(jī)。

背景技術(shù)

智能工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)可以在各個(gè)領(lǐng)域代替人類(lèi)進(jìn)行作業(yè)，例如噴涂，抓取，搬運(yùn)等。機(jī)器人的控制方式大致可以分為兩類(lèi)：一類(lèi)是預(yù)先為機(jī)器人的運(yùn)行規(guī)劃好移動(dòng)路徑，運(yùn)行方式等，機(jī)器人按照預(yù)先規(guī)劃的行為方式運(yùn)作，由于以此方式運(yùn)行時(shí)，機(jī)器人并不會(huì)根據(jù)場(chǎng)景中的對(duì)象改變自己的動(dòng)作，因此需要機(jī)器人的作業(yè)對(duì)象，例如待噴涂/待抓取/待搬運(yùn)的物品，必須嚴(yán)格按照事先規(guī)劃好位置和姿態(tài)進(jìn)行擺放；另一類(lèi)則是基于機(jī)器人對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的感知，例如使用視覺(jué)技術(shù)，使機(jī)器人能夠感知工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)物品的位置和擺放等，規(guī)劃?rùn)C(jī)器人的路徑和行為。

在后一種方式中，目前的使用場(chǎng)景中出于通用性和系統(tǒng)復(fù)雜度的考慮，為機(jī)器人規(guī)劃出二維的軌跡后，便會(huì)令機(jī)器人基于該軌跡執(zhí)行例如噴涂等操作，這對(duì)于低高度差或者無(wú)高度差的物品來(lái)說(shuō)是可行，然而需要進(jìn)行噴涂的物品并不總是規(guī)則的，換句話(huà)說(shuō)，有的工業(yè)場(chǎng)景中，可能需要對(duì)向各個(gè)方向延伸的管狀或線(xiàn)條狀物品進(jìn)行噴涂，或者對(duì)堆放在一起的這些物品進(jìn)行噴涂。在上述場(chǎng)景下進(jìn)行噴涂時(shí)，如果機(jī)器人僅按照固定高度，或者說(shuō)僅在XY平面上移動(dòng)進(jìn)行噴涂，而不能在Z軸上，即高度上，沿物體延伸方向調(diào)整。會(huì)出現(xiàn)噴涂不均勻、噴頭與物體碰撞等異常情況。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問(wèn)題，提出了本發(fā)明以便克服上述問(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題。具體地，本發(fā)明的創(chuàng)新之一在于，為了使得基于視覺(jué)識(shí)別的機(jī)器人系統(tǒng)能夠正確地運(yùn)作于具有三維特點(diǎn)的對(duì)象，申請(qǐng)人提出了一種獲取機(jī)器人的二維軌跡后將其三維化的方法，該方法中，在通過(guò)三維點(diǎn)云獲取了物品的二維圖像后，先基于二維圖像獲取機(jī)器人運(yùn)行的軌跡點(diǎn)，再獲取該軌跡點(diǎn)的高度信息，結(jié)合二維的軌跡點(diǎn)以及軌跡點(diǎn)的高度信息從而獲取到機(jī)器人運(yùn)行的三維軌跡點(diǎn)。機(jī)器人基于三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行噴涂等操作，能夠大大提高對(duì)有較大的高度差的待噴涂物品進(jìn)行噴涂時(shí)的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明的創(chuàng)新之二在于，對(duì)于特定的工業(yè)場(chǎng)景，即待噴涂物品為經(jīng)過(guò)各個(gè)方向的物品，例如在XYZ軸方向均有扭曲的鋼管，且噴涂要求是順著扭曲的鋼管進(jìn)行噴涂的工業(yè)場(chǎng)景，申請(qǐng)人發(fā)明了一種專(zhuān)用于此場(chǎng)景或類(lèi)似場(chǎng)景的軌跡生成方法，該方法首先基于物品的二維圖像，生成物品的輪廓，之后基于輪廓生成二維的順著物品扭曲的軌跡點(diǎn)，之后再將二維的順著物品扭曲的軌跡點(diǎn)基于物品的高度信息轉(zhuǎn)換為順著物品在三維空間扭曲的軌跡點(diǎn)。機(jī)器人基于該三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行噴涂等操作，能夠大大提高該特定場(chǎng)景下進(jìn)行噴涂的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明的創(chuàng)新之三在于，對(duì)于另一個(gè)特定的工業(yè)場(chǎng)景，即待噴涂物品為放置在一起的多個(gè)經(jīng)過(guò)各個(gè)方向的物品，例如多個(gè)如上所述的扭曲的鋼管堆放在一起，且噴涂要求是能把這堆鋼管表面都噴上就行，無(wú)需考慮是否會(huì)噴涂到鋼管之外的工業(yè)場(chǎng)景，申請(qǐng)人發(fā)明了一種專(zhuān)用于此場(chǎng)景或類(lèi)似場(chǎng)景的軌跡生成方法，該方法首先基于這一堆物品的二維圖像，生成這一堆物品的外接矩形，基于物品的外接矩形，生成二維的能夠全面覆蓋整個(gè)外接矩形的噴涂軌跡點(diǎn)，之后再將二維的軌跡點(diǎn)基于物品的高度信息轉(zhuǎn)換為在三維空間扭曲且全面覆蓋整個(gè)面的軌跡點(diǎn)。機(jī)器人基于該三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行噴涂等操作，能夠有效避免該特定場(chǎng)景下進(jìn)行噴涂時(shí)與物品的碰撞。

本申請(qǐng)權(quán)利要求和說(shuō)明書(shū)所披露的所有方案均具有上述一個(gè)或多個(gè)創(chuàng)新之處，相應(yīng)地，能夠解決上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問(wèn)題。具體地，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N軌跡生成方法、裝置、電子設(shè)備、存儲(chǔ)介質(zhì)和3D相機(jī)。