基于多维视觉传感器的真空机械手防碰撞检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多维视觉传感器的真空机械手防碰撞检测系统及检测方法，包括：真空机械手设备系统；x‑y轴高清监测摄像头，用于检测真空机械手x‑y轴水平面运动位置和姿态的变化；z轴高清监测摄像头，于所述真空机械手侧面垂直放置，用于检测真空机械手伸缩轴方向上的位置变化。本发明专利技术所述的基于多维视觉传感器的真空机械手防碰撞检测系统及检测方法，通过建立视觉系统并向控制系统实时反馈真空机械手的位置、速度、加速度等信息，当真空机械手的位置状态异常出现在安全警戒区域时，视觉系统向控制系统发送异常警示信号，使控制系统能够及时控制停止当前机械手的运作，从而保证设备系统的安全，尽可能避免相应的潜在损失。

Collision detection system and detection method for vacuum manipulator based on multi-dimensional vision sensor

The invention discloses an anti-collision detection system and detection method for a vacuum manipulator based on a multi-dimensional visual sensor, including a vacuum manipulator system and a x y axis high-definition monitoring camera to detect the change of the position and posture of the horizontal plane of a vacuum manipulator X Y axis; the Z axis HD monitoring camera is used in the vacuum. The side of the manipulator is placed vertically to detect position changes in the direction of the telescopic shaft of the vacuum manipulator. The anti-collision detection system and detection method of the vacuum manipulator based on the multidimensional vision sensor are described in the invention. The visual system is established and the information of the position, speed and acceleration of the vacuum manipulator is fed back to the control system in real time. When the position state of the vacuum manipulator is abnormally out of the present security alert area, the visual system is used. Send an abnormal warning signal to the control system, so that the control system can control the operation of the current manipulator in time, so as to ensure the safety of the equipment system and avoid the corresponding potential loss as much as possible.

【技术实现步骤摘要】
基于多维视觉传感器的真空机械手防碰撞检测系统及检测方法
本专利技术涉及真空机械手视觉检测
，具体涉及一种基于多维视觉传感器的真空机械手防碰撞检测系统及方法。
技术介绍
目前，真空机械手是一种用于在特殊洁净环境下对硅片加工的机器人，其主要功能是实现硅片在不同工位之间快速、高效、可靠的转移。然而，所述真空机器人的安全问题一直是应用中的一个非常重要的问题。当机械手与人或其它设备协同工作时，不小心发生碰撞会对设备系统本体或者周围设备(尤其是人)造成很大的伤害，尤其在真空机器手工作过程中，碰撞还会造成晶圆的损坏并且造成真空室的污染。如何在机器人工作中能够及时检测到其他设备或者工作人员与机器人将要发生碰撞，并采取有效措施是需要解决的重要问题。现有的机械手防碰撞的方法，是采用在机械手本体上安装距离传感器，并同时配有距离计算模块，通过计算模块计算出机器人与周围物体的距离来避免机械手发生碰撞。然而，上述方法适用于服务机器人这样的移动机器人中，且需要在机器人正面安装距离传感器并且所述服务机器人始终朝着正面方向运动即可，而真空机器人的机械手无法安装这种传感器，而且真空机械手的运动方向有前有后，若四个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多维视觉传感器的真空机械手防碰撞检测系统，其特征在于包括：真空机械手设备系统，用于搭载、搬运晶圆；x‑y轴高清监测摄像头，安装于所述真空机械手设备系统中真空机械手的工作台面正上方，用于检测真空机械手x‑y轴水平面运动位置和姿态的变化；z轴高清监测摄像头，于所述真空机械手侧面垂直放置，用于检测真空机械手伸缩轴方向上的位置变化；摄像头配套支架，用于支撑所述x‑y轴高清监测摄像头和z轴高清监测摄像头；PC机图像数据处理器，实时监控处理所述x‑y轴高清监测摄像头和z轴高清监测摄像头采集的图像数据信息，并与控制系统完成通信，传递真空机械手的位姿状态信息，构建起控制链层级上的反馈回路；当所述控...

【技术特征摘要】
1.一种基于多维视觉传感器的真空机械手防碰撞检测系统，其特征在于包括：真空机械手设备系统，用于搭载、搬运晶圆；x-y轴高清监测摄像头，安装于所述真空机械手设备系统中真空机械手的工作台面正上方，用于检测真空机械手x-y轴水平面运动位置和姿态的变化；z轴高清监测摄像头，于所述真空机械手侧面垂直放置，用于检测真空机械手伸缩轴方向上的位置变化；摄像头配套支架，用于支撑所述x-y轴高清监测摄像头和z轴高清监测摄像头；PC机图像数据处理器，实时监控处理所述x-y轴高清监测摄像头和z轴高清监测摄像头采集的图像数据信息，并与控制系统完成通信，传递真空机械手的位姿状态信息，构建起控制链层级上的反馈回路；当所述控制系统获得真空机械手的位置信息，并实时判断其处于危险状态，控制系统采取保护措施，控制真空机械手停止工作。2.一种上述权利要求1所述的基于多维视觉传感器的真空机械手防碰撞检测系统的检测方法，其特征在于包括以下步骤：设定机器人本体运动状态安全临界位置参数，即当检测到真空机械手运动位置超出了临界区域，表明机器人处于异常工作状态；x-y轴高清监测摄像头和z轴高清监测摄像头实时检测、跟踪真空机械手，并把采集到的图像发送到PC机数据处理器；PC机对接收到的图像信息进行实时提取处理，分析计算真空机械手最前端位置的坐标参数及机械手的运动速度和加速度信息，通过构建起的通信线路将相关信息反馈到控制系统；控制系统通过分析处理接收到的信息判断机械手运动状态，做出控制决策。3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述检测方法为视觉系统防碰撞检测算法，具体包括以下步骤：S1、首先初始化系统参数，设定真空机械手运动的安全临界位置X，此安全距离为机械手最前端位置与机械手旋转轴心之间的距离，启动视觉系统，完成高清摄像头组的标定和矫正工作，明确摄像头的外部参数和内部参数，以利于在检测识别的过程中获取到更加准确的位置信息；S2、然后，检测识别真空机械手上的特定...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴成东，弓源，姜杨，贾子熙，于晓升，迟剑宁，高娜，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21