碰撞检测方法、设备及计算机可读存储介质技术

本发明专利技术公开了一种碰撞检测方法、设备及计算机可读存储介质，碰撞检测方法包括：确定第一物体的当前边界；利用当前边界和第一物体的运行速度确定下一时刻第一物体的预测边界；判断预测边界是否包覆第二物体的至少部分区域，以判断下一时刻第一物体与第二物体是否发生碰撞。通过上述方式，本发明专利技术能够提高碰撞检测的精度。的精度。的精度。

【技术实现步骤摘要】
碰撞检测方法、设备及计算机可读存储介质


[0001]本专利技术涉及自动化
，特别是涉及碰撞检测方法、设备及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]随着人工智能的迅速发展，智能制造领域逐渐成为人们关注的热点。例如装配机器人的出现，能够有效取代传统的复杂装配流程，尤其对于批量生产，大大降低了制造成本，提高了生产效率，加快了制造领域的工业自动化及智能化进程。但是由于物体有相对运动的趋势，不同物体间有可能会发生碰撞，对于高精度要求的工业领域，往往极微小的碰撞事故会使整个流水线进入停滞状态。因此，在工业机器人对装配过程进行路径规划时，需要实时躲避运动或者静止的障碍物，这个过程会涉及到碰撞检测的问题。而在碰撞检测的过程中，往往不能平衡检测的速度和精度，亟待需要改进。

技术实现思路

[0003]本专利技术主要解决的技术问题是提供一种碰撞检测方法、设备及计算机可读存储介质，能够提高碰撞检测的精度和速度。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种碰撞检测方法，该方法包括：确定第一物体的当前边界；利用当前边界和第一物体的运行速度确定下一时刻第一物体的预测边界；判断预测边界是否包覆第二物体的至少部分区域，以判断下一时刻第一物体与第二物体是否发生碰撞。
[0005]其中，响应于预测边界包覆第二物体的部分区域，判断下一时刻第一物体与第二物体是否发生碰撞包括：确定第二物体被包覆区域的第一边界；利用第一边界和预测系数确定第二物体被包覆区域的第二边界；判断第二边界是否包覆第一物体的至少部分区域。
[0006]其中，响应于第二边界包覆第一物体的部分区域，判断下一时刻第一物体与第二物体是否发生碰撞包括：判断第一被包覆区域与第二被包覆区域之间的最小距离是否小于预警值，第一被包覆区域为第一物体的被包覆区域，第二被包覆区域为第二物体的被包覆区域。
[0007]其中，响应于第一被包覆区域与第二被包覆区域之间的最小距离小于预警值，判定下一时刻第一物体与第二物体会发生碰撞。
[0008]其中，响应于第一被包覆区域与第二被包覆区域之间的最小距离大于或等于预警值，判定下一时刻第一物体与第二物体不会发生碰撞。
[0009]其中，预测系数等于第一物体的运行速度与预测间隔的乘积，预测间隔为当前时刻与预测的下一时刻的间隔。
[0010]其中，预测边界坐标值为当前边界坐标值与位移值的和；预测边界坐标值为预测边界上边界点的坐标值，当前边界坐标值为当前边界上边界点的坐标值，位移值为第一物体的运行速度与预测间隔的乘积，预测间隔为当前时刻与预测的下一时刻的间隔。
[0011]其中，获取第一物体的运行轨迹上从初始时刻到当前时刻的所有轨迹点；获取所有轨迹点的坐标值；将所有轨迹点的坐标值组合成特征向量；利用具有噪声的基于密度的聚类方法对特征向量进行处理，以判断第一物体的运行轨迹是否异常。
[0012]其中，获取所有轨迹点的坐标值之后包括：利用孤立森林算法去除异常轨迹点。
[0013]其中，将所有轨迹点的坐标值组合成特征向量之后包括：利用主成分分析方法对特征向量进行降维处理。
[0014]为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种碰撞检测设备，碰撞检测设备包括处理器，处理器用于执行指令以实现上述任一项的碰撞检测方法。
[0015]为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储指令/程序数据，指令/程序数据能够被执行以实现上述任一项的碰撞方法。
[0016]本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术提供一种碰撞检测方法，通过确定第一物体的当前边界；利用当前边界和第一物体的运行速度确定下一时刻第一物体的预测边界；判断预测边界是否包覆第二物体的至少部分区域，以判断下一时刻第一物体与第二物体是否发生碰撞。通过利用物体在当前帧的运行速度和相邻两帧的时间间隔来估计下一帧是否有发生碰撞的危险，做出提前预判，降低发生碰撞的概率。
附图说明
[0017]图1是本申请实施方式中一碰撞检测方法的流程示意图；
[0018]图2是本申请实施方式中另一碰撞检测方法的流程示意图；
[0019]图3是本申请实施方式中又一碰撞检测方法的流程示意图；
[0020]图4是本申请实施方式中碰撞检测设备的结构示意图；
[0021]图5为本申请实施方式中计算机可读存储介质的结构示意图。
具体实施方式
[0022]为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本申请进一步详细说明。
[0023]由于物体有相对运动的趋势，不同物体间可能会有发生碰撞的危险。特别是对于高精度要求的工业领域，如工业机器人领域，在机器人进行路径规划时，需要实时躲避运动或者静止的障碍物，这个过程会需要进行碰撞检测。碰撞检测一般是涉及至少两件相对运动的物体，当然也可能涉及到多件相对运动的物体。本申请将以两件相对运动的物体为例对碰撞检测方法进行说明，当然不限于此。为便于说明，本申请中将参与碰撞检测的两件物体分别称之为第一物体和第二物体，两者是相对的，当一件物体被称为第一物体时，相对的另一件则为第二物体，本文并不对两件物体的具体身份进行限定，第二物体和第一物体可以相互调换。
[0024]碰撞检测所涉及的两件相对运动的物体，一般地是一件物体静止，一件物体运动；当然也可以是两件物体都运动。为便于计算，当两件物体都运动时，可以把其中一件物体看成是相对另一件物体静止，此时，运动的那件物体的运动速度是两个物体的运动速度的和。本申请将以一件物体运动，一件物体静止为例对碰撞检测方法进行说明，当然不限于此。可
称运动的物体为第一物体，静止的物体为第二物体，当然也可以反过来，称运动的物体为第二物体，静止的物体为第一物体。
[0025]请参阅图1，图1是本申请实施方式中一碰撞检测方法的流程示意图。该实施方式中，碰撞检测方法包括：
[0026]S110：确定第一物体的当前边界。
[0027]其中，可以利用包络算法确定物体的边界。
[0028]在进行碰撞检测时，可能发生碰撞的物体的几何通常相当复杂，且物体的任意位置都有可能发生碰撞，将导致碰撞检测需要大量的计算，使碰撞检测变得非常复杂。为了简化碰撞检测方法，可以用简单的几何物体(如球体、长方体、椭球体等)来逼近复杂的物体，即可用一个简单的包围体把原物体包围起来，如果一个物体与包围体不碰撞，则与包围体内部的物体也不碰撞。可利用包络算法来实现对物体的简化包围。包络算法可以是轴对齐包围盒(AABB)算法、有向包围盒(OBB)算法、离散有向多面体包围盒(k
‑
DOP)算法、球体包围盒算法中的任意一种。不同的包络算法使用对应形状的包围体对原物体进行包围。本申请将以AABB算法为例对碰撞检测方法进行说明。
[0029]第一物体的当前边界是当前时刻第一物体的边界，可以是能够包围第一物体的最小边界，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碰撞检测方法，其特征在于，包括：确定第一物体的当前边界；利用所述当前边界和所述第一物体的运行速度确定下一时刻所述第一物体的预测边界；判断所述预测边界是否包覆所述第二物体的至少部分区域，以判断下一时刻所述第一物体与所述第二物体是否发生碰撞。2.根据权利要求1所述的碰撞检测方法，其特征在于，响应于所述预测边界包覆所述第二物体的部分区域，所述判断下一时刻所述第一物体与所述第二物体是否发生碰撞包括：确定所述第二物体被包覆区域的第一边界；利用所述第一边界和预测系数确定所述第二物体被包覆区域的第二边界；判断所述第二边界是否包覆所述第一物体的至少部分区域。3.根据权利要求2所述的碰撞检测方法，其特征在于，响应于所述第二边界包覆所述第一物体的部分区域，所述判断下一时刻所述第一物体与所述第二物体是否发生碰撞包括：判断第一被包覆区域与第二被包覆区域之间的最小距离是否小于预警值，所述第一被包覆区域为所述第一物体的被包覆区域，所述第二被包覆区域为所述第二物体的被包覆区域。4.根据权利要求3所述的碰撞检测方法，其特征在于，响应于所述第一被包覆区域与所述第二被包覆区域之间的最小距离小于所述预警值，判定下一时刻所述第一物体与所述第二物体会发生碰撞；或响应于所述第一被包覆区域与所述第二被包覆区域之间的最小距离大于或等于所述预警值，判定下一时刻所述第一物体与所述第二物体不会发生碰撞。5.根据权利要求2所述的碰撞检测方法，其特征在于，所述预测系数等于所述第一物体的运行速度与预测间...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴博文，朱林楠，杨林，黄健东，陈凌之，
申请(专利权)人：美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：