[发明专利]一种基于视觉深度分析的机器人主动安全防护方法及系统

说明书

本发明涉及机器人安全防护技术领域，尤其涉及一种基于视觉深度分析的机器人主动安全防护方法及系统，彩色深度相机实时拍摄，融合彩色及深度图像信息对识别出的物体进行定位；计算出机器人实时的空间位置信息；将识别出的物体空间位置与机器人运动实时空间位置进行实时判断及预测分析，甄别出安全隐患的同时；进行实时视频监控记录、发送安全隐患提醒及警告，等待人工处理；人工处理后，机器人从中断位置恢复加工作业。本发明通过将深度视觉融入机器人安全操作系统中，使得系统的视觉定位精度可达±1cm。主动分析判断是否有人员误触或其他物件侵入机器人作业空间中导致安全事故，解决各种潜在的安全隐患、提高安全性及空间利用率。

技术领域

本发明涉及机器人安全防护技术领域，尤其涉及一种基于视觉深度分析的机器人主动安全防护方法及系统。

背景技术

目前机器人已在各行各业中大量使用。机器人的使用安全性一直作为衡量机器人能否用于各个行业的加工生产的重要参考。机器人参与的加工生产中，操作人员必须十分小心，确保机器人使用过程中不会把工作人员置于危险之中。在流水线多工序协同作业中，由于工作人员误触或其他物件侵入机器人作业空间中引发安全事故，轻则导致单一工序停工修正；重则会产生链式反应，导致整个流水线作业停止。

在机器人作业过程中，为了确保操作人员的人身安全目前大多采用的是护栏划分区域的物理式隔离方法。此方式耗费物资、占用空间大，工作人员误入等还是会引发安全事故。在这样的形势下，基于视觉深度分析的机器人主动安全防护方法及系统的出现，很好地解决此类隐患、提高安全性及空间利用率。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于视觉深度分析的机器人主动安全防护方法及系统，通过将深度视觉融入机器人安全操作系统中，使得系统的视觉定位精度可达±1cm。能够自适应各种不同行业中加工生产的机器人使用场景。主动分析判断是否有人员误触或其他物件侵入机器人作业空间中导致安全事故，及解决各种潜在的安全隐患、提高安全性及空间利用率。

本发明提供如下技术方案：一种基于视觉深度分析的机器人主动安全防护方法，包括如下步骤：

S1、彩色深度相机实时拍摄，实时采集的图像进行语义分割后，融合彩色及深度图像信息对识别出的物体进行定位；

S2、经过运动学算法可获知机器人实时运动数据，计算出机器人实时的空间位置信息；

S3、将识别出的物体空间位置与机器人运动实时空间位置进行实时判断及预测分析，当计算出物体位置与机器人位置过近或即将发生刚体碰撞时，定义为安全隐患，发送软急停信号给机器人安全操作系统，停止机器人运动、机器人作业暂停；

S4、甄别出安全隐患的同时，进行实时视频监控记录、发送安全隐患提醒及警告，等待人工处理；

S5、人工处理进行视频监控记录的备份、进行异常检查及潜在隐患已清除的实际确认；隐患清除后，机器人从中断位置恢复加工作业。

优选的，所述步骤S1中彩色深度相机获取的彩色图像数据用于深度学习训练的识别及提高识别准确度。

优选的，所述步骤S1中彩色深度相机获取的深度图像数据可获取每个像素点对映的空间位置。

优选的，所述步骤S3中利用视觉深度分析系统将识别出的物体空间位置与机器人运动实时空间位置进行实时判断及预测分析，视觉深度分析系统中深度相机与机器人采用眼在手外安装方式，初次安装、硬件变动、发生碰撞的情况需与机械臂本体进行手眼标定。

优选的，所述步骤S3中视觉深度分析系统检测同一时刻下的，人员、物体空间位置与机器人实体位置的最近距离；

依据安全等级及人员、物体定位：安全等级低时，识别到人员、物件即将进入机器人工作空间中，发送软急停信号，机器人立即进行减速停止；