[发明专利]一种料框与夹具快速碰撞检测的方法

说明书

本发明提供一种料框与夹具快速碰撞检测的方法，包括以下步骤：S1：建立夹具与料框的模型；S2：根据模型建立坐标系，并进行坐标系统一；S3：进行底面碰撞检测；若未发生碰撞，则执行步骤S4；若发生碰撞，则执行步骤S7；S4：将三维碰撞检测问题转化为二维碰撞检测问题；S5：将二维碰撞检测问题转化为一维碰撞检测问题；S6：检测料框侧面与夹具的碰撞情况；S7：完成料框与夹具快速碰撞检测。本发明提供一种料框与夹具快速碰撞检测的方法，通过统一坐标系，并将三维碰撞问题简化为一维碰撞问题，提高了碰撞检测效率，达到了准实时的效果，解决了现有的碰撞检测方法的实时性不够高的问题。

技术领域

本发明涉及碰撞检测技术领域，更具体的，涉及一种料框与夹具快速碰撞检测的方法。

背景技术

在立体抓取中，机械臂的抓取姿态不唯一，且不同工件的抓取位置和姿态都不一样，首先需要对抓取姿态的机械臂末端与料框的碰撞问题进行检测；由于视觉单次识别工件的数量较多，每个工件的抓取姿态也有多种，需要对每个工件的每个抓取姿态都进行一次碰撞检测，但是在工业现场存在生产节拍的时间限制，所以对碰撞检测方法的实时性要求很高，需达到准实时。

现有技术中，进行碰撞检测的方法的实时性都不够高，无法达到准实时，如冲压线搬运机器人防碰撞控制方法，公开号为CN104850699B，采用AABB包络模型进行分析，并在此基础上进行碰撞检测，但碰撞检测的实时性不够高，无法达到准实时。

发明内容

本发明为克服现有的碰撞检测方法的实时性不够高的技术缺陷，提供一种料框与夹具快速碰撞检测的方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种料框与夹具快速碰撞检测的方法，包括以下步骤：

S1：建立夹具与料框的模型；

S2：根据模型建立坐标系，并进行坐标系统一；

S3：进行底面碰撞检测；

若未发生碰撞，则执行步骤S4；

若发生碰撞，则执行步骤S7；

S4：将三维碰撞检测问题转化为二维碰撞检测问题；

S5：将二维碰撞检测问题转化为一维碰撞检测问题；

S6：检测料框侧面与夹具的碰撞情况；

S7：完成料框与夹具快速碰撞检测。

上述方案中，通过统一坐标系解决实际生产过程中料框的位置变化和旋转的问题，保证检测精度；同时，将三维碰撞问题简化为一维碰撞问题，提高了碰撞检测效率，达到了准实时的效果。

优选的，在步骤S1中，采用长方体包络面的方式对夹具进行建模，将夹具建模为一个长方体包络面；按料框每个面的实际大小对料框进行建模，将料框建模为由四个长方体面和一个底面围成的区域。

上述方案中，由于工业现场的夹具种类较多且形状各异，采用长方体包络面的方式对夹具进行建模，既可以简化碰撞检测算法又可以为碰撞检测留有一定的安全距离；按料框的实际大小对料框进行建模，包括料框的长度、宽度、高度和厚度，其中根据料框底面的长度和宽度对料框底面进行建模，根据料框侧面的长度、高度和厚度对料框侧面进行建模，从而将料框建模为由四个长方体面和一个底面围成的区域。

优选的，在步骤S2中，建立的坐标系包括机器人基坐标系O₀，夹具坐标系O₁和料框坐标系O₂；其中，料框坐标系的原点建立在料框模型底面的一个顶点上，且其坐标轴沿着料框模型的棱。

上述方案中，机器人基坐标系由机器人本身决定；夹具坐标系以夹具模型底面的几何中心为原点，以夹具模型底面向外为Z轴，以夹具开合方向为X轴，以右手定则决定Y轴。