[发明专利]一种机械臂的自动避障方法及装置

说明书

本发明公开了一种机械臂的自动避障方法及装置，通过获取机械臂作业环境的三维信息，生成第一环境三维点云数据；对所述第一环境三维点云数据进行去噪处理，得到第二环境三维点云数据；基于所述第二环境三维点云数据，构建环境避障地图；确定所述机械臂在所述环境避障地图中的当前位置和目标位置；根据所述目标位置以及机械臂目标点位姿，确定避障路径，以使所述机械臂从当前位置沿避障路径移动到目标位置。使得机械臂能适应不同的作业环境，不受障碍物类型的影响，实现对障碍物的精准躲避，且两点间的运动路径不再由机械臂的控制算法决定而是由自己编写的轨迹算法进行生成，有效的防止了在工作时的碰撞。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种列车车底巡检机器人的机械臂的自动避障方法及装置。

背景技术

机械臂是目前在机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，是高精度，高速点胶机器手，除了点胶作业之外，还可对应uv(紫外线)照射、零件放置、螺丝锁定、电路板切割等各种工作，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事以及太空探索等领域都能见到它的身影。尽管机械臂的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维(或二维)空间上的某一点进行作业。

目前，当机械臂应用于地铁检修这类复杂的工作环境下进行作业时，无疑是对于机械臂的避障技术应用是一个严峻的考验，传统方法是在示教器中添加过渡点来进行避障，基于电子皮肤的感应功能或者图像传感器对障碍物的捕捉，利用RRT*或改进RRT算法对路径进行规划计算。但是电子皮肤只能检测导体且检测范围小；图像传感器对障碍物的信息捕获处理在空间上难以准确复原，在复杂的工作环境中应用于避障时容易有碰撞风险。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种机械臂的自动避障方法及装置，旨在解决列车车底巡检机器人的机械臂规划路径无法精确避障的技术问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为提供一种机械臂的自动避障方法，包括：

获取机械臂作业环境的三维信息，生成第一环境三维点云数据；

对所述第一环境三维点云数据进行去噪处理，得到第二环境三维点云数据；

基于所述第二环境三维点云数据，构建环境避障地图；

确定所述机械臂在所述环境避障地图中的当前位置和目标位置；

根据所述目标位置以及机械臂目标点位姿，确定避障路径，以使所述机械臂从当前位置沿避障路径移动到目标位置。

可选的，所述对所述第一环境三维点云数据进行去噪处理，得到第二环境三维点云数据，包括：

利用条件滤波、体素滤波以及半径滤波对所述第一环境三维点云数据进行去噪处理，得到第二环境三维点云数据。

可选的，所述基于所述第二环境三维点云数据，构建环境避障地图，包括：

基于所述第二环境三维点云数据，设定最大递归深度；

将任一选定点云点的指定分辨率半径内的所有点云点全部视为一个父立方体，并将所述父立方体块细分八等份，得到八个子立方体；

将所述父立方体内的所有点云点全部分担给所述八个子立方体；

若发现所述子立方体所分配到的点云点数量不为零且跟所述父立方体是一样的，则所述子立方体停止细分，并判定此时是否达到最大递归深度；

若达到最大递归深度，则基于所述子立方体，构建环境避障地图。

可选的，所述确定所述机械臂在所述环境避障地图中的当前位置和目标位置，包括：

构建点云地图原点与机械臂世界地图原点之间的坐标变换关系；