【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人安全控制，具体为一种基于视觉的协作机器人安全控制技术。
技术介绍
1、世界上第一台工业机器人问世，自此以后，机器人在人类世界中变得越来越有活力，在40年的迅速成长之后，工业机器人开始被大范围使用，如机器加工、电子加工、汽车生产制造、家具制造等，工业机器人成为前端制造业中无法替代的装备，与此同时，它也逐渐成为各个国家之间对比生产制造能力和工业发展水平的重要衡量物，随着协作技术的诞生，人与机器合作完成任务也逐渐成为主流，有相关专家预测，在未来的10年之中，协作机器人的市场将会迎接一场爆炸式的大发展，同时，视觉作为人类观察和感知获取外界信息的重要方式之一，也奠定了视觉系统在机器人中的重要地位，这就意味着机器视觉成为了人工智能发展过程中不可或缺的部分，机器视觉的作用在于观察和识别周围环境并采取对应的方式，即通过算法对采集的信息进行处理，并根据最终的结果做出决定，这项集视觉、图像、机械技术于一体的研究成果，让生产制造中的各种难题得以解决，并促进工业生产自动化水平得到大幅提高，机器人能够在人不能进入或者无法观察的情况下代替人进行工作，完成相应的任务，在制造和生产过程中，机器视觉相对于人眼可以大大提高效率和精度，满足产品质量的高要求，提高机械的自动化程度。
2、在协作区域内，机器人和操作人员都处于动态运动过程中，机器人与操作人员容易出现碰撞现象，现有技术中，通常在机器人上设置近距离接触传感器，通过近距离接触传感器接触操作人员与机器人之间的静态距离，来控制机器人动作，防止机器人碰撞到操作人员，以免造成作业事故，但
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于视觉的协作机器人安全控制技术，具备防止机器人碰撞到操作人员等优点，解决了在协作区域内，机器人和操作人员都处于动态运动过程中，机器人与操作人员容易出现碰撞现象，现有技术中，通常在机器人上设置近距离接触传感器，通过近距离接触传感器接触操作人员与机器人之间的静态距离，来控制机器人动作，防止机器人碰撞到操作人员，以免造成作业事故的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于视觉的协作机器人安全控制技术，所述机器人包括底座、第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂包括第一转动关节、第二转动关节、第三转动关节、第四转动关节，所述第四转动关节的末端设有第一抓取手爪，所述第二机械臂包括第五转动关节、第六转动关节、第七转动关节、第八转动关节，所述第八转动关节的末端设有第二抓取手爪；
5、获取第一机械臂和第二机械臂的运动关节点及各运动关节点的运动轨迹，建立第一机械臂和第二机械臂的运动模型；
6、获取操作人员的身体关节点及各身体关节点的运动轨迹，建立操作人员的运动模型；
7、建立第一机械臂、第二机械臂、操作人员的活动坐标系，将所述第一机械臂和第二机械臂的运动模型、操作人员的运动模型映射到所述活动坐标系中；
8、从所述坐标系中获取操作人员在不同的运动过程中与所述第一机械臂、第二机械臂之间的动态安全工作距离；
9、在所述机器人工作过程，采集操作人员的立体运动姿态，从所述立体运动姿态中获取操作人员与所述机器人的动态工作距离；
10、若所述动态工作距离小于所述动态安全工作距离时，控制所述机器人停止工作，并发出警报。
11、优选的，所述第一机械臂的运动关节点包括第一转动关节、第二转动关节、第三转动关节、第四转动关节、第一抓取手爪的旋转关节和移动关节，所述第二机械臂的运动关节点包括第五转动关节、第六转动关节、第七转动关节、第八转动关节、第二抓取手爪的旋转关节和移动关节。
12、优选的，所述第一机械臂和第二机械臂的运动模型中，各运动关节点的坐标系原点均位于机器人的关节轴线上，机器人的基座与地面的安装点为固定关节点。
13、优选的，所述获取操作人员的身体关节点及各身体关节点的运动轨迹，包括：图像采集操作人员的人体图像，从所述人体图像中获取多个骨骼节点，获取每个骨骼节点的立体坐标数据，并跟踪每个骨骼节点的运动轨迹，构建人体骨骼节点运动链，骨骼节点运动链采用树形结构表征，每一对相邻的骨骼节点形成树形结构的一个分支，每个分支代表一条运动链。
14、优选的，所述采集操作人员的立体运动姿态，包括在所述机器人的底座上设置有立体摄像头，通过所述立体摄像头获取操作人员的立体运动姿态。
15、优选的，所述第一转动关节、第二转动关节、第三转动关节、第四转动关节相邻处设有伺服电机和谐波减速机，由所述伺服电机和谐波减速机驱动相邻的转动关节进行旋转或平移。
16、优选的，所述第一抓取手爪和所述第二抓取手爪为五爪手爪。
17、(三)有益效果
18、与现有技术相比，本专利技术提供了一种基于视觉的协作机器人安全控制技术，具备以下有益效果：
19、该基于视觉的协作机器人安全控制技术，通过建立机器人的运动模型、操作人员的运动模型，获取二者运动过程中动态安全工作距离，在机器人工作过程中，采集操作人员的立体运动姿态，再获取操作人员与机器人之间的动态工作距离，判断该动态工作距离是否小于上述的动态安全工作距离，如果是，则控制机器人停止工作，以防止机器人和操作人员出现碰撞，可以大大降低安全事故的发生。
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1.一种基于视觉的协作机器人安全控制技术，其特征在于：所述机器人包括底座、第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂包括第一转动关节、第二转动关节、第三转动关节、第四转动关节，所述第四转动关节的末端设有第一抓取手爪，所述第二机械臂包括第五转动关节、第六转动关节、第七转动关节、第八转动关节，所述第八转动关节的末端设有第二抓取手爪；
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉的协作机器人安全控制技术，其特征在于：所述第一机械臂的运动关节点包括第一转动关节、第二转动关节、第三转动关节、第四转动关节、第一抓取手爪的旋转关节和移动关节，所述第二机械臂的运动关节点包括第五转动关节、第六转动关节、第七转动关节、第八转动关节、第二抓取手爪的旋转关节和移动关节。
3.根据权利要求1所述的一种基于视觉的协作机器人安全控制技术，其特征在于：所述第一机械臂和第二机械臂的运动模型中，各运动关节点的坐标系原点均位于机器人的关节轴线上，机器人的基座与地面的安装点为固定关节点。
4.根据权利要求1所述的一种基于视觉的协作机器人安全控制技术，其特征在于：所述获取操作人员的身体关节点及各身
5.根据权利要求1所述的一种基于视觉的协作机器人安全控制技术，其特征在于：所述采集操作人员的立体运动姿态，包括在所述机器人的底座上设置有立体摄像头，通过所述立体摄像头获取操作人员的立体运动姿态。
6.根据权利要求1所述的一种基于视觉的协作机器人安全控制技术，其特征在于：所述第一转动关节、第二转动关节、第三转动关节、第四转动关节相邻处设有伺服电机和谐波减速机，由所述伺服电机和谐波减速机驱动相邻的转动关节进行旋转或平移。
7.根据权利要求1所述的一种基于视觉的协作机器人安全控制技术，其特征在于：所述第一抓取手爪和所述第二抓取手爪为五爪手爪。
...【技术特征摘要】
1.一种基于视觉的协作机器人安全控制技术，其特征在于：所述机器人包括底座、第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂包括第一转动关节、第二转动关节、第三转动关节、第四转动关节，所述第四转动关节的末端设有第一抓取手爪，所述第二机械臂包括第五转动关节、第六转动关节、第七转动关节、第八转动关节，所述第八转动关节的末端设有第二抓取手爪；
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉的协作机器人安全控制技术，其特征在于：所述第一机械臂的运动关节点包括第一转动关节、第二转动关节、第三转动关节、第四转动关节、第一抓取手爪的旋转关节和移动关节，所述第二机械臂的运动关节点包括第五转动关节、第六转动关节、第七转动关节、第八转动关节、第二抓取手爪的旋转关节和移动关节。
3.根据权利要求1所述的一种基于视觉的协作机器人安全控制技术，其特征在于：所述第一机械臂和第二机械臂的运动模型中，各运动关节点的坐标系原点均位于机器人的关节轴线上，机器人的基座与地面的安装点为固定关节点。
4.根据权利要求1所述的一种基于视觉的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李博，贝科东，
申请(专利权)人：博思德南通智能装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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