本發(fā)明涉及一種機(jī)器人視覺處理系統(tǒng)，特別是一種機(jī)器人的動(dòng)作軌跡智能預(yù)測(cè)及自動(dòng)規(guī)劃系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著中國(guó)用人成本的上升和對(duì)工作效率，產(chǎn)品品質(zhì)要求的不斷提升，工業(yè)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)的使用量不斷攀升，在搬運(yùn)、碼垛、噴涂、焊接、制劑等崗位越來(lái)越成為代替人工勞動(dòng)的主力軍。工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展經(jīng)歷了從液壓到電機(jī)驅(qū)動(dòng)，從絲杠到減速機(jī)傳動(dòng)，從直流到交流司服，控制技術(shù)更是日新月異，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，目前機(jī)器人已趨向智能型發(fā)展。在工業(yè)機(jī)器人的智能方面，目前在國(guó)內(nèi)外都還處在初級(jí)階段，例如工業(yè)生產(chǎn)線上用的噴涂機(jī)器人，機(jī)器人需要對(duì)所要噴涂的工件輪廓有所“了解”，然后才能進(jìn)行工作，目前這個(gè)“了解”的過(guò)程一般有兩種方式，一種是通過(guò)示教，即通過(guò)操縱機(jī)器人，在所要噴涂的工件表面設(shè)定無(wú)數(shù)個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)的多少示工件的復(fù)雜程度而定，機(jī)器人在工作時(shí)把這些點(diǎn)連成線，無(wú)數(shù)條線再連成面，同時(shí)不斷調(diào)整機(jī)器人姿態(tài)，從而完成噴涂工作。另一種方法是事先對(duì)所要作業(yè)的工件進(jìn)行三維建摸，然后通過(guò)專用軟件導(dǎo)入機(jī)器人內(nèi)部，生成運(yùn)動(dòng)軌跡再在工作現(xiàn)場(chǎng)不斷修正后機(jī)器人才能工作，焊接的過(guò)程與此類似。但不管是采用哪種方法，都存在前期工作量大、使用難度高、作業(yè)工件單一等問(wèn)題，對(duì)一些工件批量較小，經(jīng)常更換工藝的場(chǎng)合，幾乎無(wú)法使用。在一些特種場(chǎng)合，例如噴漿等，由于作業(yè)對(duì)象隨時(shí)不規(guī)則的進(jìn)行變化，導(dǎo)致真正意義上的機(jī)器人無(wú)法應(yīng)用。目前這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中還沒(méi)有使用，它代表了工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的方向和趨勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)作軌跡智能預(yù)測(cè)及自動(dòng)規(guī)劃。通過(guò)對(duì)3D攝像機(jī)傳回來(lái)的圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，準(zhǔn)確的判斷工件需要的工作的動(dòng)作軌跡，可以自由工作的空間，及需要躲避的阻礙物。以此，通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部程序計(jì)算出適合的工作運(yùn)動(dòng)軌跡。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明包括機(jī)器人3D攝像機(jī)，一臺(tái)3D圖像處理器，一臺(tái)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器。

3D圖像處理器，包含3D圖像形狀分析模塊、3D圖像紋理分析模塊、3D圖像坐標(biāo)分析模塊。

機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器，包含圖像坐標(biāo)處理模塊、運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算模塊、通訊模塊。

將機(jī)器人3D攝像機(jī)采集到的圖像信號(hào)進(jìn)行形狀、紋理、坐標(biāo)分析，判斷可運(yùn)動(dòng)的空間，區(qū)分自由空間和障礙物坐標(biāo)，然后根據(jù)可運(yùn)動(dòng)空間進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡優(yōu)化。

在進(jìn)行了多重分析包含形狀、紋理、坐標(biāo)、軌跡，通過(guò)內(nèi)部程序的運(yùn)算來(lái)計(jì)算出最佳的運(yùn)動(dòng)軌跡。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1 是發(fā)明工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)作智能預(yù)測(cè)及自動(dòng)規(guī)劃系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施例

如圖1所示：工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)作智能預(yù)測(cè)及自動(dòng)規(guī)劃系統(tǒng)。包括機(jī)器人3D攝像機(jī)，一臺(tái)3D圖像處理器，一臺(tái)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器。3D圖像處理器包含3D圖像形狀分析模塊、3D圖像紋理分析模塊、3D圖像坐標(biāo)分析模塊。機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器包含圖像坐標(biāo)處理模塊、運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算模塊、通訊模塊。

機(jī)器人3D攝像機(jī)負(fù)責(zé)采集工件信息及工作環(huán)境信息圖像，然后3D圖對(duì)圖像進(jìn)行分析處理，運(yùn)動(dòng)控制器根據(jù)分析處理過(guò)的圖像信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡的規(guī)劃。

3D圖像處理器的3D圖像形狀分析模塊先對(duì)采集的圖像進(jìn)行形狀分析，計(jì)算出立體模型，然后3D圖像文理分析模塊對(duì)圖像各個(gè)面上的輪廓線進(jìn)行分析，計(jì)算出輪廓線的相對(duì)關(guān)系，然后3D圖像坐標(biāo)分析模塊對(duì)計(jì)算出的立體模型、輪廓線進(jìn)行3D坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，輸出圖像3D坐標(biāo)信息。

機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器的圖像坐標(biāo)處理模塊，通過(guò)計(jì)算將圖像3D坐標(biāo)信息轉(zhuǎn)化成機(jī)器人可運(yùn)動(dòng)的線路軌跡，然后運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算模塊將可運(yùn)動(dòng)的線路軌跡進(jìn)行計(jì)算，規(guī)劃?rùn)C(jī)器人的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度，然后通過(guò)通訊模塊，將規(guī)劃好的機(jī)器人好的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度信息輸出。