[发明专利]基于ROS的可视化带电作业机器人碰撞检测方法

说明书

本发明公开了一种基于ROS的可视化带电作业机器人碰撞检测方法，包括以下步骤：建立带电作业机械臂模型；对带电作业机械臂模型构建碰撞检测包围盒，进行碰撞检测。本发明通过构建层次包围盒完成碰撞检测，该种构建方法提高了碰撞检测精度，且避免浪费机器臂有限的活动空间；此外通过建模并配置机械臂关节运动参数，使模型符合实际机械臂的运动位姿，并将模型导入至ROS平台，使得能更直观的观察机械臂是否发生碰撞，进而对本发明的检测方法有直观的验证。

技术领域

本发明属于带电作业机器人碰撞检测领域，特别是一种基于ROS的可视化带电作业机器人碰撞检测方法。

背景技术

随着机器人技术的蓬勃发展，机器人在现代生产生活中的地位越来越重要。将带电作业机器人引入到电力产业中，代替人工进行电力维护检修工作，可以有效避免带电作业时人员伤亡事故的发生，并且能极大提高电力维护检修的作业效率。

采用机器人进行带电作业，作业人员可利用视觉系统采集并反馈的工作环境信息，远程监控机器人，完成带电作业。然而，在带电作业现场，环境较为复杂，设备器具较多，不易与背景环境区分，单一采用视觉方式难以对作业环境和目标进行全方位高精度的测量。在对机械臂进行任务规划时，由于两个机械臂存在重合的工作空间，因此如何避免两个机械臂之间及其工具之间发生碰撞的研究是必须的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于ROS的可视化带电作业机器人碰撞检测方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：基于ROS的可视化带电作业机器人碰撞检测方法，包括以下步骤：

步骤1、建立带电作业机械臂模型；

步骤2、对带电作业机械臂模型构建碰撞检测包围盒，进行碰撞检测。

进一步地，步骤1所述建立带电作业机械臂模型，具体为：

步骤1-1、利用三维软件加载实际带电作业机械臂的三维模型；

步骤1-2、在三维模型基础上配置机械臂关节参数以使其符合实际带电作业机械臂的运动位姿；

步骤1-3、将三维模型文件转成urdf文件，并导入ROS中使用。

进一步地，步骤2所述对带电作业机械臂模型构建碰撞检测包围盒，进行碰撞检测，具体为：

步骤2-1、对两个带电作业机械臂模型分别构建相应的碰撞检测包围盒，分别作为两个带电作业机械臂的初始节点；

步骤2-2、判断该节点是否为叶子节点，若是，将其指定为三角面片，结束碰撞检测包围盒的构建，并执行步骤2-4；反之，则构建指定类型的碰撞检测包围盒，并执行步骤2-3；

步骤2-3、针对非叶子节点，计算碰撞检测包围盒分割平面和分割点，将非叶子节点分割为左右两个子集，将左子集作为左子节点，右子集作为右子节点，并返回步骤2-2。

步骤2-4、判断两个机械臂之间是否有重叠的碰撞检测包围盒，若有，表示发生碰撞，反之表示未发生碰撞。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)将带电作业机械臂的URDF文件导入ROS平台，显示机械臂的三维模型，从而可以更直观的观察两个机械臂运动过程中是否发生碰撞，对本发明采用的碰撞检测算法有直观的验证；2)采用基于AABB与OBB的混合层次包围盒算法，对带电作业机械臂构建层次包围盒，完成碰撞检测，这种构建方法提高了碰撞检测的精度，且避免浪费机器臂有限的活动空间；3)计算碰撞检测包围盒分割平面和分割点以将非叶子节点分割为左右两个子集时，采用平均值法，得到的子节点的包围盒更小，提高了碰撞检测的速度。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明