[发明专利]人机安全防护系统及安全防护方法

说明书

本发明提供一种人机安全防护系统及安全防护方法，采用的普通的摄像头，将摄像头置于机器人顶端，通过过滤掉机器人本体的像素点，利用前景提取的方法判断是否有物体进入用户规定的检测范围，如果出现移动的物体即使机器人减速或者停止，保证机器人和操作者的安全。本发明采用普通RGB摄像头，成本低廉；无需标定摄像头并且可以根据用户需求规定检测范围，维护方便，配置灵活，效率较高。

技术领域

本发明涉及人机安全防护技术领域，特别是涉及一种人机安全防护系统及安全防护方法。

背景技术

传统工业机器人生产作业是通常在其周围设置隔离栅栏或者通过外设传感器来实现机器人与人的隔离。传统的传感器例如压敏传感器或者扫描激光测距仪成本较高并且维护麻烦，在现场环境变化时需要重新安装调试，效率较低；而较为先进的触觉和力觉传感器价格也相当昂贵，此类接触式的传感器是以人和机器人之间产生力的接触为前提的，若机器人运行速度过快或者执行末端较为锋利时，机器人仍具有一定地的危险性。

视觉传感器比力学传感器和其他传统的传感器提供了更加丰富的信息，目前，视觉传感器的普及使廉价以视觉传感器为基础的人机安全系统成为可能。

通过对现有的文件检索发现，在机器人与人安全交互方面主要有如下几种方法：

中国专利申请号为2013800564474，名称为“机器人安全工作的系统和方法”采用将声呐与视觉相机结合的方法。该方法将声呐和视觉相机声呐装在机器人上，声呐用于检测是否有人，相机用于识别人体躯干、头部与手臂。由于安装位置的限制，机器人感知周围环境时视角会受到限制，如若人从传感器安装位置的反方向靠近机器人，机器人就可能检测不到而导致危险发生。

中国专利申请号为2013101032541，名称为“人机协作装置及实现人机协作的方法”通过Kinect相机实现人机安全。该发明采用深度图进行计算，当人与机器人在深度图中有重叠时，可能难以识别人体骨骼信息，甚至出现误判；同时，Kinect传感器成本较高而且每次安装后需要进行标定，不方便修改维护。

中国专利申请号为2015107774898，名称为“一种机器人的人-机交互安全防护系统”，采用结合语音提示装置，视觉传感器、灵敏皮肤及信号传递线路等组成安全防护系统。该系统将视觉传感器安装于机器人末端，限制了视觉传感器的功能，同时多传感融合导致成本比较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种人机安全防护系统及安全防护方法，采用的普通的摄像头，将摄像头置于机器人顶端，通过过滤掉机器人本体的像素点，利用前景提取的方法判断是否有物体进入用户规定的检测范围，如果出现移动的物体即使机器人减速或者停止，保证机器人和操作者的安全。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种人机安全防护系统，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，工作区域内的机器人的数量可以为一个或多个，每个机器人具有至少一个可移动的执行部件；摄像头的安装位置位于机器人工作区域的上方，高度能够使摄像头拍摄到工作区域内的所有机器人。

所述摄像头用于拍摄机器人周围环境的检测范围内的图像，并将拍摄的图像发送至计算机；其中，检测范围指摄像头所能拍摄到的机器人周围的所有区域。

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。其中，安全区域是指用户根据机器人的有效工作空间以及安全距离，通过鼠标规定的用于判断是否存在移动障碍物的区域。

一种人机安全防护方法，包括上述的人机安全防护系统，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；