[发明专利]轨迹生成方法、装置、电子设备、存储介质和3D相机

说明书

本申请公开了一种轨迹生成方法、装置、电子设备、存储介质和3D相机。轨迹生成方法包括：获取物品的二维图像；基于物品的二维图像获取物品的轮廓；基于所述物品的轮廓生成二维轨迹点；获取二维轨迹点的高度信息；基于二维轨迹点以及获取的二维轨迹点的高度信息生成三维轨迹点。本发明对于特定的工业场景，即待喷涂物品为经过各个方向的物品且喷涂要求是顺着扭曲的钢管进行喷涂的工业场景，通过基于物品的二维图像，生成物品的轮廓，之后基于轮廓生成二维的顺着物品扭曲的轨迹点，之后再将二维的顺着物品扭曲的轨迹点基于物品的高度信息转换为顺着物品在三维空间扭曲的轨迹点这一方式，使得机器人能够基于生成的三维轨迹点进行喷涂等操作，大大提高该特定场景下进行喷涂的准确性。

技术领域

本申请涉及图像处理领域，更具体而言，特别涉及轨迹生成方法、装置、电子设备、存储介质和3D相机。

背景技术

智能工业机器人已经可以在各个领域代替人类进行作业，例如喷涂，抓取，搬运等。机器人的控制方式大致可以分为两类：一类是预先为机器人的运行规划好移动路径，运行方式等，机器人按照预先规划的行为方式运作，由于以此方式运行时，机器人并不会根据场景中的对象改变自己的动作，因此需要机器人的作业对象，例如待喷涂/待抓取/待搬运的物品，必须严格按照事先规划好位置和姿态进行摆放；另一类则是基于机器人对现场的感知，例如使用视觉技术，使机器人能够感知工业现场物品的位置和摆放等，规划机器人的路径和行为。

在后一种方式中，目前的使用场景中出于通用性和系统复杂度的考虑，为机器人规划出二维的轨迹后，便会令机器人基于该轨迹执行例如喷涂等操作，这对于低高度差或者无高度差的物品来说是可行，然而需要进行喷涂的物品并不总是规则的，换句话说，有的工业场景中，可能需要对向各个方向延伸的管状或线条状物品进行喷涂，或者对堆放在一起的这些物品进行喷涂。在上述场景下进行喷涂时，如果机器人仅按照固定高度，或者说仅在XY平面上移动进行喷涂，而不能在Z轴上，即高度上，沿物体延伸方向调整。会出现喷涂不均匀、喷头与物体碰撞等异常情况。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。具体地，本发明的创新之一在于，为了使得基于视觉识别的机器人系统能够正确地运作于具有三维特点的对象，申请人提出了一种获取机器人的二维轨迹后将其三维化的方法，该方法中，在通过三维点云获取了物品的二维图像后，先基于二维图像获取机器人运行的轨迹点，再获取该轨迹点的高度信息，结合二维的轨迹点以及轨迹点的高度信息从而获取到机器人运行的三维轨迹点。机器人基于三维轨迹点进行喷涂等操作，能够大大提高对有较大的高度差的待喷涂物品进行喷涂时的准确性。

本发明的创新之二在于，对于特定的工业场景，即待喷涂物品为经过各个方向的物品，例如在XYZ轴方向均有扭曲的钢管，且喷涂要求是顺着扭曲的钢管进行喷涂的工业场景，申请人发明了一种专用于此场景或类似场景的轨迹生成方法，该方法首先基于物品的二维图像，生成物品的轮廓，之后基于轮廓生成二维的顺着物品扭曲的轨迹点，之后再将二维的顺着物品扭曲的轨迹点基于物品的高度信息转换为顺着物品在三维空间扭曲的轨迹点。机器人基于该三维轨迹点进行喷涂等操作，能够大大提高该特定场景下进行喷涂的准确性。

本发明的创新之三在于，对于另一个特定的工业场景，即待喷涂物品为放置在一起的多个经过各个方向的物品，例如多个如上所述的扭曲的钢管堆放在一起，且喷涂要求是能把这堆钢管表面都喷上就行，无需考虑是否会喷涂到钢管之外的工业场景，申请人发明了一种专用于此场景或类似场景的轨迹生成方法，该方法首先基于这一堆物品的二维图像，生成这一堆物品的外接矩形，基于物品的外接矩形，生成二维的能够全面覆盖整个外接矩形的喷涂轨迹点，之后再将二维的轨迹点基于物品的高度信息转换为在三维空间扭曲且全面覆盖整个面的轨迹点。机器人基于该三维轨迹点进行喷涂等操作，能够有效避免该特定场景下进行喷涂时与物品的碰撞。

本申请权利要求和说明书所披露的所有方案均具有上述一个或多个创新之处，相应地，能够解决上述一个或多个技术问题。具体地，本申请提供一种轨迹生成方法、装置、电子设备、存储介质和3D相机。