[发明专利]一种基于图像三维重构的码垛机器人安全控制方法

权利要求书

1.一种基于图像三维重构的码垛机器人安全控制方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：码垛机器人正常运行过程中，通过双目视觉传感器实时采集机器人作业现场的图像信息；

步骤2：从步骤1采集到的图像信息中提取机器人及其作业现场的三维信息，重构出机器人及其作业现场的虚拟三维环境；

步骤3：根据步骤2获得的实时虚拟三维环境，首先判定机器人是否即将与除了货物以外的其他物体发生碰撞，再判定机器人作业区域是否有除了叉车以外的其它外来物体；

步骤4：根据步骤3的判定结果，若机器人即将与除了货物以外的其他物体发生碰撞或机器人作业区域有除了叉车以外的其它外来物体，则停止机器人作业活动并发出报警信息；

步骤5：根据步骤3的判断结果，如果返回的标志位表示为叉车，则判断当前机器人是否将和叉车碰撞，如果有则停止机器人作业活动并发出报警信息。如果没有则机器人继续工作。

2.如权利要求1所述的一种基于图像三维重构的码垛机器人安全控制方法，其特征在于所述步骤2的具体步骤为：

步骤2.1：首先对图像进行滤波以消除图像中的噪声；再对图像进行特征点提取和对应点匹配，获得作业区域内的物体的匹配点信息；

步骤2.2：根据步骤2.1所得的三维坐标点的信息，采用空间直线、空间二次曲线的重建方法获得匹配点的三维坐标；

步骤2.3：根据步骤2.2获得匹配点坐标对图像进行三维重构，得到机器人作业区域内的物体的虚拟三维表示模型。

3.如权利要求1所述的一种基于图像三维重构的码垛机器人安全控制方法，其特征在于所述步骤3的具体步骤为：

步骤3.1：对于步骤2所获得的实时虚拟三维环境中的各个物体，采用包围盒算法，构造包围盒，形成每个物体的包围盒树；

步骤3.2：根据当前机器人运行的速度和机器人作业的精度，将速度和精度带入线性加权算法，获得当前机器人运行条件下，碰撞预判的阈值；

步骤3.3：将场景中每个物体的包围盒树进行遍历和比较，倘若两个物体之间包围盒的欧式距离已经小于碰撞预判的阈值则判断将要发生碰撞，并返回即将发生碰撞标志位；

步骤3.4：倘若步骤3.3没有即将发生碰撞，则采用图像处理算法，通过背景差法，判断出当前作业区内是否有外来物体；

步骤3.5：倘若有外来物体则采用二值化、去噪、轮廓提取等技术，获得作业区外来物体在图像上的目标区域；

步骤3.6：对目标区域采用图像匹配算法提取图像的特征并和特征库中的叉车的特征进行匹配，判断是否为叉车，如果为叉车，则返回一个标志位，表示当前为叉车，否则则返回其他物体进入作业区标志位。

4.如权利要求1所述的一种基于图像三维重构的码垛机器人安全控制方法，其特征在于所述步骤5的具体步骤为：

根据步骤3.2计算出的预判阈值，将机器人与叉车之间的欧式距离与预判距离进行比较，倘若小于预判距离，则返回即将发生碰撞标志位。