[发明专利]人机安全防护系统及安全防护方法

权利要求书

1.一种人机安全防护方法，其特征在于：包括人机安全防护系统，人机安全防护系统包括机器人、摄像头和计算机，所述摄像头安装在机器人上方，且所述机器人和摄像头均与计算机连接，所述摄像头用于拍摄检测范围内的图像，并将拍摄的图像发送至计算机；

所述计算机用于通过鼠标在图像上限定安全区域，并根据摄像头拍摄的图像判断是否有人或物进入该安全区域，以控制机器人的运动状态；还包括以下步骤：

S1：搭建系统，将摄像头固定于机器人上方，并将机器人和摄像头与计算机连接，启动计算机上的人机安全防护系统软件，打开摄像头；

S2：摄像头拍摄的画面显示在计算机上，用户通过鼠标在计算机上确定安全区域，并选择安全区域的保护类型；

S3：安全区域以及保护类型选取成功之后，启动前景提取算法，对安全区域图像进行前景提取，所述前景提取即从摄像头采集的序列图像中将变化区域从背景图像中提取出来，然后，对前景区域进行去除孔洞优化处理并统计前景区域像素值，像素值若大于设定阈值即判断该区域存在移动物体，并实时通过Ethenet给机器人发送减速或停止命令；

S4：计算机对图像进行循环检测，若安全区域内出现人或者其他障碍物则计算机通过网口给机器人发送减速或者停止命令，当人或者障碍物消失后，机器人则恢复正常运行状态；

步骤2中安全区域选择具体包括以下步骤：

S2 .1：打开计算机上的人机安全防护系统软件，通过鼠标在区域选择界面上移动确定安全区域的范围，并记录用户在区域选择界面上鼠标移动的坐标，生成安全区域轮廓参数；

S2 .2：利用安全区域轮廓参数生成安全区域的“蒙版”；

S2 .3：将“蒙版”与摄像头所拍摄的图像进行“与”操作过滤掉非安全区域像素点。

2.如权利要求1所述的人机安全防护方法，其特征在于：在步骤S2中安全区域的范围类型包括矩形、圆形或任意形状，安全区域的保护类型包括减速和/或停止。

3.如权利要求1所述的人机安全防护方法，其特征在于：在步骤S2的安全区域选择时，若用户选取的安全区域不符合要求系统会提示错误并重新选取。

4.如权利要求1所述的人机安全防护方法，其特征在于：在步骤3中前景提取具体包括以下步骤：

S3 .1采用Vibe算法获得二值图，具体步骤如下：

S3 .1 .1：每个像素存储一个含有20个样本值的背景样本集，样本集中采样值就是该像素邻居点的像素值；

S3 .1 .2：将下一帧该像素值的新像素值和样本集进行比较来判断是否是前景点；

S3 .1 .3：每一个背景点有一定概率去更新自己的模型样本值和邻近点的模型样本值，以此规律对背景样本集进行更新再进行下一帧的比较和判断；

S3 .2：通过Vibe算法处理后的图像为二值图，在此基础上，采用区域生长法进行孔洞填充和小区域去除，步骤如下：

S3 .2 .1：选取图像中的一点种子点；

S3 .2 .2：在种子点处进行邻域扩展，如果考虑的像素和种子点的灰度值差的绝对值下于某个阈值，则将该像素包括进种子像素所在区域；

S3 .2 .3：当不再有像素满足加入区域时，区域停止生长。