[发明专利]基于包围盒算法的高精度机械臂碰撞检测方法

权利要求书

1.一种基于包围盒算法的高精度机械臂碰撞检测方法，其特征在于，包括：

获取机械臂和工件的包围盒，并进行相交测试；

获取所述机械臂和工件的包围盒相交的交点和重叠区域，得到线段解；

根据获取的参考边进行工件识别并确定旋转射线；

将所述旋转射线进行合并和迭代，完成包围盒的分离；

获取所述机械臂和工件的包围盒相交的交点和重叠区域，得到线段解，包括：

获取所述机械臂和工件的包围盒相交的两个交点和所述交点形成的矩形重叠区域，并在所述矩形重叠区域内连接所述交点，计算得到线段解；

获取所述机械臂和工件的包围盒相交的交点和重叠区域，得到线段解，还包括：

将基于设定条件得到起点和终点进行连接产生超平面，若产生的所述超平面与所述机械臂和所述工件均不相交，则得到唯一线段解，若产生的所述超平面与所述机械臂和所述工件任意一个相交，则得到的所述线段解无效。

2.如权利要求1所述的一种基于包围盒算法的高精度机械臂碰撞检测方法，其特征在于，所述在获取机械臂和工件的包围盒，并进行相交测试前，所述方法还包括：

按照设定测试要求对机械臂自身进行碰撞测试，若所述机械臂连杆有互相接触，则结束碰撞检测，若无互相接触，则进行机械臂与工件的相交检测。

3.如权利要求2所述的一种基于包围盒算法的高精度机械臂碰撞检测方法，其特征在于，所述获取机械臂和工件的包围盒，并进行相交测试，包括：

分别对所述机械臂和工件进行建模以及模型简化，并根据计算得到的机械臂和工件的包围盒进行相交测试，若不相交则结束检测，若相交则计算出线段解。

4.如权利要求1所述的一种基于包围盒算法的高精度机械臂碰撞检测方法，其特征在于，所述根据获取的参考边进行工件识别并确定旋转射线，包括：

根据获取的参考边得到识别物体的交点序列组成的第一射线，同时得到与所述交点序列依次相交的第一物体和第二物体，并在所述矩形重叠区域内，由所述起点处进行投射或按照设定角度进行旋转，得到第一条与所述第一物体不相交的第二射线，所述第二射线为旋转射线。

5.如权利要求4所述的一种基于包围盒算法的高精度机械臂碰撞检测方法，其特征在于，将所述旋转射线进行合并和迭代，完成包围盒的分离，包括：

基于不同的工件的几何形状，判断所述旋转射线与所述线段解是否发生接触，进而进行所述旋转射线的合并和迭代，得到多超平面解，完成所述机械臂和所述工件的相交包围盒的分离。

6.如权利要求5所述的一种基于包围盒算法的高精度机械臂碰撞检测方法，其特征在于，判断所述旋转射线与所述线段解是否发生接触，进而进行所述旋转射线的合并和迭代，包括：

若所述旋转射线位于前一个所述起点和目前所述起点之间，且是所述线段解的一部分，则重新获得所述线段解并确定所述旋转射线，然后搜索每个新的所述线段解，直到当前的所述起点和所述终点重合，并进行所述旋转射线的合并；

若所述旋转射线与所述线段解发生接触，则终止当前线段的搜索，无法分离包围盒；

若所述旋转射线与所述第一物体相交，且相交线不在所述矩形重叠区域的任何边上，则构建一个与原所述参考边平行并经过所述起点的新参考边，并将所述第一物体和所述第二物体的位置互相交换，反转所述旋转射线的方向，进行旋转射线的迭代。

7.如权利要求6所述的一种基于包围盒算法的高精度机械臂碰撞检测方法，其特征在于，在反转所述旋转射线的方向，进行旋转射线的迭代中，所述方法还包括：

若在反转时未找到所述旋转射线，则将所述第一射线代替所述旋转射线，并纳入多超平面解中，并保持所述参考边在下一次迭代中保持不变；

若所述旋转射线与所述矩形重叠区域相交，则将相交边替换为所述参考边，然后进行所述旋转射线的迭代。