一种机器人人机交互运行路径标记方法及装置制造方法及图纸

本申请一种机器人人机交互运行路径标记方法及装置，包括：获取工件的三维点云图，在所述三维点云图中设置路径规划的点云图截断面；在所述截断面中选择机器人目标位置，基于所述目标位置确定穿过所述目标位置的直线的最远点和最近点，生成位置基线；获取当前视面上的每个点到所述位置基线的距离，选择所述距离最小的点作为近邻点，将所述近邻点垂直连接到所述位置基线的垂点作为标记点；将多个所述标记点连接生成所述机器人运行路径。本申请通过实现自动确定标记点，生成路径，实现可视化路径点选，通过人机交互进行路径规划，提高路径规划精度的同时简化规划步骤。划精度的同时简化规划步骤。划精度的同时简化规划步骤。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人人机交互运行路径标记方法及装置


[0001]本申请请求保护路径规划技术，尤其涉及一种机器人人机交互运行路径标记方法及一种机器人曲面运行路径标记方法。本申请还涉及一种机器人人机交互运行路径标记装置及一种机器人曲面运行路径标记装置。

技术介绍

[0002]工业机器人是指关节性机器人，其根据任务作业需求，需要进行运动轨迹的规划，以实现任务执行的完成。现有技术中，工业机器人作业的轨迹生成主要有四种方式，包括人工示教、离线仿真编程、拖动示教、视觉免示教四种方法。
[0003]人工示教方法采用示教器操作机器人在精准定位的工件上进行逐点示教，记录所有点位数据形成作业路径，该方法适用于精度要求较低，路径轨迹较为简单的作业，无法适用于搞定度，高复杂性的轨迹生成。
[0004]离线仿真软件编程方法一般采用各机器人厂家自研的机器人仿真软件进行离线编程，其编程方法为在软件中导入工件及其作业线体的三维数模，并还原机器人与工件空间位置，在仿真软件上进行路径的编程操作，该方法前期准备工作较为复杂繁琐，限制条件较多，前期准备工作量较大，仅是在编程上节省了部分时间。
[0005]拖动示教方法仅适用于部分支持拖动示教的机器人，同时其该方法也无法适用于精度要求较高的作业。
[0006]视觉免示教方法为目前新兴的一种机器人路径规划方法，其原理为利用3D视觉传感器对工件进行图像采集得到工件表面三维点云，通过图像处理获取图像角点、轮廓等图像特征，经过对图像特征的一系列三维点云处理与分析形成机器人作业路径，最后通过机器人与相机的标定得到机器人与相机的空间转换关系，将图像上生成的路径转换为机器人最终作业路径。该方法速度快，灵活性强，但受制于三维点云处理算法的处理能力，对于外观形状不规则或较为复杂的工件最终生成的轨迹可能存在偏差，此时需要一种人机交互方法在采集到的三维点云上进行机器人路径的规划或纠偏。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术方案中的一个或者多个技术问题，本申请提供一种机器人人机交互运行路径标记方法及一种机器人曲面运行路径标记方法。本申请还涉及一种机器人人机交互运行路径标记装置及一种机器人曲面运行路径标记装置。
[0008]本申请提供一种机器人人机交互运行路径标记方法，包括：
[0009]获取工件的三维点云图，在所述三维点云图中设置路径规划的点云图截断面；
[0010]在所述截断面中选择机器人目标位置，基于所述目标位置确定穿过所述目标位置的直线的最远点和最近点，生成位置基线；
[0011]获取当前视面上的每个点到所述位置基线的距离，选择所述距离最小的点作为近邻点，将所述近邻点垂直连接到所述位置基线的垂点作为标记点；
[0012]将多个所述标记点连接生成所述机器人运行路径。
[0013]可选的，所述目标位置确定步骤如下：
[0014]将鼠标移动到所述点云的显示窗口中所述目标位置，获取所述鼠标在桌面的坐标，获取所述显示窗口在桌面的坐标；
[0015]将所述鼠标在桌面的坐标减去所述显示窗口在桌面的坐标，获得所述目标位置。
[0016]可选的，还包括：
[0017]根据所述点云图的获取装置坐标与机器人坐标关系，进行空间关系变换；
[0018]根据所述空间关系变化，将所述运行路径转换为机器人的作业路径。
[0019]可选的，所述最近点到最远点的向量为所述标记点的法向量。
[0020]本申请还提供一种机器人曲面运行路径标记方法，包括：
[0021]获取工件的三维点云图，根据所述点云图设置路径规划的点云图截断面；
[0022]在所述截断面中选择机器人目标位置，基于所述目标位置确定穿过所述目标位置的直线的最远点和最近点，生成位置基线；
[0023]获取当前视面上的每个点到所述位置基线的距离，选择所述距离最小的点作为近邻点，将所述近邻点垂直连接到所述位置基线的垂点作为标记点；
[0024]分别标记机器人在曲面运行路径的起始标记点和终止标记点，并生成标记点连线；
[0025]将所述标记点连线分割为多个间隔，获取每个间隔上距离所述标记点连接线的最近点；
[0026]连接所述最近点，生成曲面运行路径。
[0027]本申请还提供一种机器人人机交互运行路径标记装置，包括：
[0028]截面模块，用于获取工件的三维点云图，在所述三维点云图中设置路径规划的点云图截断面；
[0029]选择模块，用于在所述截断面中选择机器人目标位置，基于所述目标位置确定穿过所述目标位置的直线的最远点和最近点，生成位置基线；
[0030]标记模块，用于获取当前视面上的每个点到所述位置基线的距离，选择所述距离最小的点作为近邻点，将所述近邻点垂直连接到所述位置基线的垂点作为标记点；
[0031]路径模块，用于将多个所述标记点连接生成所述机器人运行路径。
[0032]可选的，所述选择模块包括：
[0033]坐标单元，用于根据鼠标移动到所述点云的显示窗口中所述目标位置，获取所述鼠标在桌面的坐标，获取所述显示窗口在桌面的坐标；
[0034]计算单元，用于将所述鼠标在桌面的坐标减去所述显示窗口在桌面的坐标，获得所述目标位置。
[0035]可选的，还包括：变换模块；
[0036]所述变换模块用于根据所述点云图的获取装置坐标与机器人坐标关系，进行空间关系变换；根据所述空间关系变化，将所述运行路径转换为机器人的作业路径。
[0037]可选的，所述最近点到最远点的向量为所述标记点的法向量。
[0038]本申请还提供一种机器人曲面运行路径标记装置，包括：
[0039]截面模块，用于获取工件的三维点云图，在所述三维点云图中设置路径规划的点
云图截断面；
[0040]选择模块，用于在所述截断面中选择机器人目标位置，基于所述目标位置确定穿过所述目标位置的直线的最远点和最近点，生成位置基线；
[0041]获取当前视面上的每个点到所述位置基线的距离，选择所述距离最小的点作为近邻点，将所述近邻点垂直连接到所述位置基线的垂点作为标记点；
[0042]标记模块，用于分别标记机器人在曲面运行路径的起始标记点和终止标记点，并生成标记点连线；
[0043]间隔模块，用于将所述标记点连线分割为多个间隔，获取每个间隔上距离所述标记点连接线的最近点；
[0044]路径模块，用于连接所述最近点，生成曲面运行路径。
[0045]本申请相较于现有技术的优点是：
[0046]本申请一种机器人人机交互运行路径标记方法，包括：获取工件的三维点云图，在所述三维点云图中设置路径规划的点云图截断面；在所述截断面中选择机器人目标位置，基于所述目标位置确定穿过所述目标位置的直线的最远点和最近点，生成位置基线；获取当前视面上的每个点到所述位置基线的距离，选择所述距离最小的点作为近邻点，将所述近邻点垂直连接到所述位置基线的垂点作为标记点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人人机交互运行路径标记方法，其特征在于，包括：获取工件的三维点云图，在所述三维点云图中设置路径规划的点云图截断面；在所述截断面中选择机器人目标位置，基于所述目标位置确定穿过所述目标位置的直线的最远点和最近点，生成位置基线；获取当前视面上的每个点到所述位置基线的距离，选择所述距离最小的点作为近邻点，将所述近邻点垂直连接到所述位置基线的垂点作为标记点；将多个所述标记点连接生成所述机器人运行路径。2.根据权利要求1所述机器人运行路径标记方法，其特征在于，所述目标位置确定步骤如下：将鼠标移动到所述点云的显示窗口中所述目标位置，获取鼠标在显示窗口三维空间中距离鼠标位置最近坐标点和最远坐标点。将所述鼠标在桌面的坐标减去所述显示窗口在桌面的坐标，获得所述目标位置。3.根据权利要求1所述机器人运行路径标记方法，其特征在于，还包括：根据所述点云图的获取装置坐标与机器人坐标关系，进行空间关系变换；根据所述空间关系变化，将所述运行路径转换为机器人的作业路径。4.根据权利要求1所述机器人运行路径标记方法，其特征在于，所述最近点到最远点的向量为所述标记点的法向量。5.一种机器人曲面运行路径标记方法，其特征在于，包括：获取工件的三维点云图，根据所述点云图设置路径规划的点云图截断面；在所述截断面中选择机器人目标位置，基于所述目标位置选取穿过所述目标位置的最远点和最近点，生成位置基线；获取当前视面上的每个点到所述位置基线的距离，选择所述距离最小的点作为近邻点，将所述近邻点垂直连接到所述位置基线的垂点作为标记点；分别标记机器人在曲面运行路径的起始标记点和终止标记点，并生成标记点连线；将所述标记点连线分割为多个间隔，获取每个间隔上距离所述标记点连接线的最近点；连接所述最近点，生成曲面运行路径。6.一种机器人人机交互运行路径标记装置，其特征在于，包括：截面模块，用于获取工件的三维点云图，在所述三维点云图中设置路径规划的点云图截断面；选择模块，用于在所述截断面中选择...

【专利技术属性】
技术研发人员：阎相伊，许佳音，李玉河，董建，张晓芳，
申请(专利权)人：天津工程机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：