[发明专利]机器人的避障方法及机器人设备

说明书

本发明公开了机器人的避障方法及机器人设备，所述的避障方法通过相机获取障碍物周围环境图像，根据障碍物周围环境图像生成障碍物的外围矩形，再根据起点、目标物和障碍物的位置信息生成NURBS曲线作为避障路径，使得机器人能够有效地对障碍物进行避障。

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，具体涉及一种机器人的避障方法及机器人设备。

背景技术

随着自动化生产的普及，各类机器人在工业生产中得到了大量的应用。例如，选择顺应性装配机械手臂(Selective Compliance Assembly RobotArm，缩写为SCARA)也称为平面关节型机器人，SCARA凭借其优秀的性能，在工业装配场景中得到广泛的使用。传统的SCARA一般用于固定路径的装配或抓取工作，但是随着零部件复杂程度的增加以及柔性制造的普及，生产线多工位成为一种趋势，这就要求用于这类生产线的SCARA具备一定的避障能力。除此之外，在物流领域，SCARA也被用于码垛搬运等场景，这也要求SCARA具备自主规划无障碍路径的能力。

现有技术是在机器人本体上添加红外热释电感应器，并将机器人本体预先放置在第一预设范围的中间位置，当有工人进入机器人的工作空间时，红外热释电感应器将对报警器发出信号，报警器接收信号后会报警提示工人离开。然而这种方法只能对工作空间中的障碍物进行预警，但不能实现避障运行，并且受限于传感器类型，只能识别特定类型的障碍物。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何使机器人更有效地进行避障。

根据第一方面，一种实施例中提供一种机器人的避障方法，包括：

获取障碍物周围环境图像，所述障碍物周围环境图像包括机器人的起点、目标物和障碍物的位置信息；

在障碍物周围环境图像中生成障碍物的最小包围矩形，并根据最小包围矩形，生成障碍物的外围矩形，所述障碍物的外围矩形包围在最小包围矩形的外部；

若起点和目标物之间的直线连线与障碍物的外围矩形相交且存在两个交点时，根据起点、目标物和障碍物的外围矩形的位置信息，生成非均匀有理B样条NURBS曲线；

根据NURBS曲线，得到机器人的避障路径。

进一步地，物的外围矩形和最小包围矩形具有相同的几何中心，且外围矩形距最小包围矩形的垂直距离为预设的安全距离。

进一步地，根据起点、目标物和障碍物的外围矩形的位置信息，生成NURBS曲线包括：

将起点和目标物之间的直线连线与障碍物的外围矩形的两个交点分别作为第一控制点和第二控制点；将障碍物的外围矩形四个顶点中距第一控制点和第二控制点距离最近的一个顶点作为第三控制点；

根据第一控制点、第二控制点和第三控制点，生成NURBS曲线。

进一步地，还包括：

判断NURBS曲线是否与障碍物的最小包围矩形相交；

若相交，则将将起点和目标物之间的直线连线与障碍物的外围矩形的两个交点中的一个交点所在的邻边设为第一邻边，以第一邻边为起点，按照顺时针或逆时针依次将外围矩形的邻边设为第二邻边、第三邻边和第四邻边；

将起点和目标物之间的直线连线与障碍物的外围矩形的两个交点中的一个交点作为第四控制点，以第一邻边两个顶点中距第四控制点距离较近的顶点作为第五控制点，以第二邻边的中点为第六控制点，以第二邻边与第三邻边相交的顶点作为第七控制点，以第三邻边的中点为第八控制点，以第三邻边与第四邻边相交的顶点作为第九控制点，将起点和目标物之间的直线连线与障碍物的外围矩形的两个交点中的另一个交点为第十控制点；

根据第四控制点、第五控制点和第六控制点，生成第一段NURBS曲线；