【技术实现步骤摘要】
一种机械臂碰撞检测方法、系统、存储介质和机械臂
本专利技术涉及机械臂
，尤其涉及一种机械臂碰撞检测方法、系统、存储介质和机械臂。
技术介绍
机械臂是一种高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。机械臂可以看做是一种多刚体结构，机械臂可以看做是一种多刚体结构，包括多个关节、旋转轴和前端的载荷组成，每个关节具有一个自由度，可在该自由度下绕旋转轴进行旋转，通过关节的旋转，使机械臂形成不同的构型，使得前端载荷达到指定位置并满足一定角度朝向要求，以对目标物体进行作业。因其独特的操作灵活性，已在工业装配，安全防爆等领域得到广泛应用。多自由度空间机械臂是应用于宇宙空间活动中的一种特殊的机械臂，一般由搭载的航天器本体和固定在航天器本体上的机械臂组成。机械臂一般具备多自由度，通过各关节的规划控制，使机械臂末端到达预定位置，在轨完成大型航天器的装配、空间设施或设备的维修以及空间目标抓捕等空间任务。机械臂在进行规划后，需要对规划结果进行碰撞检测，对其与周围环境实体之间的碰撞情况进行仿真，确保机械臂控制的安全性，机械...
【技术保护点】
1.一种机械臂碰撞检测方法，其特征在于，包括：/n对机械臂和所述机械臂的周围的碰撞场景进行物理建模，得到模型文件；/n根据所述模型文件构建包括多个叶节点和非叶节点的整体树结构，其中，叶节点表示从所述模型文件获取的机械臂的关节的几何外形、旋转轴的几何外形和/或所述碰撞场景中的碰撞障碍的几何外形，非叶节点表示标签；/n计算所述整体树结构的每个叶节点的包围盒，以及计算每个非叶节点的包围盒，任一非叶节点的包围盒指该非叶节点的所有子节点的包围盒的并集；/n当所述机械臂的至少一个关节旋转时，当判断出任意两个存在投影重叠的包围盒时，则确定所述机械臂发生碰撞，当每两个包围盒均不存在投影重叠...
【技术特征摘要】
1.一种机械臂碰撞检测方法，其特征在于，包括：
对机械臂和所述机械臂的周围的碰撞场景进行物理建模，得到模型文件；
根据所述模型文件构建包括多个叶节点和非叶节点的整体树结构，其中，叶节点表示从所述模型文件获取的机械臂的关节的几何外形、旋转轴的几何外形和/或所述碰撞场景中的碰撞障碍的几何外形，非叶节点表示标签；
计算所述整体树结构的每个叶节点的包围盒，以及计算每个非叶节点的包围盒，任一非叶节点的包围盒指该非叶节点的所有子节点的包围盒的并集；
当所述机械臂的至少一个关节旋转时，当判断出任意两个存在投影重叠的包围盒时，则确定所述机械臂发生碰撞，当每两个包围盒均不存在投影重叠，则确定所述机械臂没有发生碰撞。
2.根据权利要求1所述的一种机械臂碰撞检测方法，其特征在于，所述确定所述机械臂发生碰撞之前，还包括：
根据所述机械臂的每个关节的几何外形、每个旋转轴的几何外形和所述碰撞障碍的几何外形，得到三角网格；
从所述三角网格中获取每个叶节点所分别对应的多个三角面片，并根据每个叶节点所分别对应的多个三角面片，判断是否存在任意两个具有相交关系的叶节点，得到判断结果；
所述确定所述机械臂发生碰撞，包括：
当所述判断结果为是时，则确定所述机械臂发生碰撞。
3.根据权利要求1所述的一种机械臂碰撞检测方法，其特征在于，所述模型文件还包括每个旋转轴的方向向量和每个旋转轴上任一点的三维坐标，判断是否存在投影重叠的两个包围盒之前，还包括：
根据所有旋转的关节对应的每个旋转轴的方向向量和每个旋转轴上任一点的三维坐标，更新所有旋转的关节对应的每个叶节点的包围盒和每个非叶节点的包围盒。
4.根据权利要求3所述的一种机械臂碰撞检测方法，其特征在于，判断是否存在具有相交关系的两个叶节点之前，还包括：
根据所有旋转的关节对应的每个旋转轴的方向向量和每个旋转轴上任一点的三维坐标，更新所有旋转的关节对应的每个叶节点的三角面片。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种机械臂碰撞检测方法，其特征在于，所述模型文件还包括所述机械臂的所有关节对应的层次关系，所述根据所述模型文件构建包括多个叶节点...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨成，刘传凯，孙军，师明，黄义喆，蔡俊武，
申请(专利权)人：北京航天飞行控制中心，
类型：发明
国别省市：北京;11
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