專利名稱：一種基于機(jī)器視覺的機(jī)器人防撞保護(hù)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防撞保護(hù)裝置及方法，尤指一種基于機(jī)器視覺的機(jī)器人防撞保護(hù)裝置及方法。
背景技術(shù)：
一般地，機(jī)器人被廣泛運(yùn)用于電子產(chǎn)品中，如汽車工業(yè)、塑料工業(yè)、藥品工業(yè)及食品工業(yè)等領(lǐng)域，用于完成搬取、裝配、噴涂、焊接等操作，以代替人工操作，從而提高生產(chǎn)效率。如，一種真空機(jī)器人，用于在一特殊潔凈環(huán)境下對硅片加工，其主要功能是實(shí)現(xiàn)硅片在不同工位之間快速、高效、可靠的轉(zhuǎn)移。然而，所述真空機(jī)器人的安全問題一直是應(yīng)用中的一個(gè)非常重要的問題。當(dāng)機(jī)器人與人或其它設(shè)備協(xié)同工作時(shí)，不小心發(fā)生碰撞會(huì)對機(jī)器人本體或者周圍設(shè)備(尤其是人)造成很大的傷害，尤其在真空機(jī)器人工作中，碰撞還會(huì)造成晶圓的損壞并且造成真空室的污染。如何在機(jī)器人工作中能夠及時(shí)檢測到其他設(shè)備或者工作人員與機(jī)器人將要發(fā)生碰撞，并采取有效措施是需要解決的關(guān)鍵問題。現(xiàn)有的機(jī)器人防碰撞的方法，是采用在機(jī)器人本體上安裝距離傳感器，并同時(shí)配有距離計(jì)算模塊，通過計(jì)算模塊計(jì)算出的機(jī)器人與周圍物體的距離來避免機(jī)器人發(fā)生碰撞。然而，上述方法適用于服務(wù)機(jī)器人這樣的移動(dòng)機(jī)器人中，且需要在機(jī)器人正面安裝距離傳感器并且所述服務(wù)機(jī)器人始終朝著正面方向運(yùn)動(dòng)即可，而真空機(jī)器人的機(jī)械手無法安裝這種傳感器，而且真空機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)方向有前有后，若四個(gè)方向同時(shí)用距離傳感器則成本太大。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種成本小，又能及時(shí)采取保護(hù)措施的基于機(jī)器視覺的機(jī)器人防撞保護(hù)裝置及方法。—種基于機(jī)器視覺的機(jī)器人防撞保護(hù)方法，包括有一機(jī)器人、一拍攝裝置、及一報(bào)警裝置，所述拍攝裝置與所述機(jī)器人及報(bào)警裝置連接，并用于拍攝一記錄機(jī)器人周圍環(huán)境的照片，所述報(bào)警裝置包括有一警告燈及一蜂鳴器，所述方法包括以下步驟:所述機(jī)器人內(nèi)的一參數(shù)設(shè)置模組設(shè)置機(jī)器人防護(hù)保護(hù)裝置的參數(shù)，所述參數(shù)包括有一預(yù)設(shè)照片；所述機(jī)器人內(nèi)的一處理模組處理所述拍攝裝置拍攝的照片；所述機(jī)器人內(nèi)的一判斷模組將所述處理模組處理的照片與所述預(yù)設(shè)照片進(jìn)行比較，并判斷是否有一外來物靠近所述機(jī)器人；所述機(jī)器人內(nèi)的一執(zhí)行模組根據(jù)所述判斷模組判斷的結(jié)果對機(jī)器人采取不同的措施:當(dāng)所述判斷模組判斷出所述處理模組處理的照片顯示一外來物位于一遠(yuǎn)離所述機(jī)器人的第一區(qū)域值時(shí)，所述執(zhí)行模組啟動(dòng)所述警告燈閃爍第一顏色；當(dāng)所述判斷模組判斷出所述處理模組處理的照片顯示外來物位于所述一靠近所述第一區(qū)域值的第二區(qū)域值時(shí)，所述執(zhí)行模組啟動(dòng)所述警告燈閃爍第二顏色，所述蜂鳴器報(bào)警；當(dāng)所述判斷模組判斷出所述處理模組處理的照片顯示外來物位于一靠近機(jī)器人的第三區(qū)域值時(shí)，所述執(zhí)行模組啟動(dòng)所述警告燈恒亮第二顏色，所述蜂鳴器持續(xù)報(bào)警，所述機(jī)器人停止動(dòng)作，所述機(jī)械手的一機(jī)械手臂回到機(jī)械手所在位置。在一實(shí)施方式中，所述機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡在水平地面的投影的邊緣構(gòu)成一危險(xiǎn)區(qū)域，所述危險(xiǎn)區(qū)域包括所述第一區(qū)域值、第二區(qū)域值與第三區(qū)域值，所述投影的邊緣由所述機(jī)器人路徑規(guī)劃的信息獲得。在一實(shí)施方式中，在所述處理模組處理所述拍攝裝置拍攝的照片之前，一篩選模組保留所述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的投影的邊緣位于所述危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的照片，而去除危險(xiǎn)區(qū)域外的照片。在一實(shí)施方式中，所述判斷模組判斷到所述處理模組處理的照片圖像與預(yù)設(shè)照片圖像的像素不同，并且該像素周圍至少有兩個(gè)與它連接的像素也與預(yù)設(shè)照片圖像中對應(yīng)的像素不同時(shí)，即可判斷外來物落在所述第一區(qū)域值，或第二區(qū)域值或第三區(qū)域值內(nèi)，而啟動(dòng)所述執(zhí)行模組工作。在一實(shí)施方式中，所述拍攝裝置內(nèi)的一發(fā)送模組將所述拍攝裝置拍攝的照片發(fā)送至機(jī)器人內(nèi)，所述機(jī)器人內(nèi)的一獲取模組接收所述發(fā)送模組發(fā)送的照片圖像信息，并傳送至所述處理模組。一種基于機(jī)器視覺的機(jī)器人防撞保護(hù)裝置，包括有一機(jī)器人、一拍攝裝置、及一報(bào)警裝置，所述拍攝裝置與所述機(jī)器人及報(bào)警裝置連接，并用于拍攝一記錄機(jī)器人周圍環(huán)境的照片，所述報(bào)警裝置包括有一警告燈及一蜂鳴器，所述機(jī)器人包括:一參數(shù)設(shè)置模組，用于設(shè)置機(jī)器人防護(hù)保護(hù)裝置的參數(shù)，所述參數(shù)包括有一預(yù)設(shè)照片、及大小不等的三個(gè)區(qū)域值，所述三個(gè)區(qū)域值包括一遠(yuǎn)離機(jī)器人的第一區(qū)域值，一靠近所述第一區(qū)域值的第二區(qū)域值，一靠近所述第二區(qū)域值的第三區(qū)域值；一處理模組，用于處理所述拍攝裝置拍攝的照片；一判斷模組；用于將所述處理模組處理的照片與所述預(yù)設(shè)照片進(jìn)行比較，并判斷是否有一外來物靠近所述機(jī)器人；一執(zhí)行模組，用于根據(jù)所述判斷模組比較的結(jié)果對所述機(jī)器人采取不同的措施:當(dāng)所述判斷模組判斷出所述處理模組處理的照片顯示一外來物位于一所述第一區(qū)域值時(shí)，所述執(zhí)行模組啟動(dòng)所述警告燈閃爍第一顏色；當(dāng)所述判斷模組判斷出所述處理模組處理的照片顯示外來物位于所述第二區(qū)域值時(shí)，所述執(zhí)行模組啟動(dòng)所述警告燈閃爍第二顏色，所述蜂鳴器報(bào)警；當(dāng)所述判斷模組判斷出所述處理模組處理的照片顯示外來物位于所述第三區(qū)域值時(shí)，所述執(zhí)行模組啟動(dòng)所述警告燈恒亮第二顏色，所述蜂鳴器持續(xù)報(bào)警，所述機(jī)器人停止動(dòng)作，所述機(jī)械手的一機(jī)械手臂回到機(jī)械手所在位置。在一實(shí)施方式中，所述機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡在水平地面的投影的邊緣構(gòu)成一危險(xiǎn)區(qū)域，所述危險(xiǎn)區(qū)域包括所述第一區(qū)域值、第二區(qū)域值與第三區(qū)域值，所述投影的邊緣由所述機(jī)器人路徑規(guī)劃的信息獲得。在一實(shí)施方式中，所述判斷模組判斷到所述處理模組處理的照片圖像與預(yù)設(shè)照片圖像的像素不同，并且該像素周圍至少有兩個(gè)與它連接的像素也與預(yù)設(shè)照片圖像中對應(yīng)的像素不同時(shí)，即可判斷外來物落在所述第一區(qū)域值，或第二區(qū)域值或第三區(qū)域值內(nèi)，而啟動(dòng)所述執(zhí)行模組工作。在一實(shí)施方式中，所述機(jī)器人還包括有一篩選模組，篩選模組保留所述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的投影的邊緣位于所述危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的照片，而去除危險(xiǎn)區(qū)域外的照片。在一實(shí)施方式中，所述拍攝裝置包括一用于所述拍攝裝置拍攝的照片發(fā)送至機(jī)器人內(nèi)發(fā)送模組內(nèi)的發(fā)送模組，所述機(jī)器人包括一獲取模組，所述獲取模組用于接收所述發(fā)送模組發(fā)送的照片圖像信息，并傳送至所述篩選模組。相較于現(xiàn)有技術(shù)，上述基于機(jī)器視覺的機(jī)器人防撞保護(hù)裝置及方法中當(dāng)所述判斷模組判斷出所述處理模組處理的照片顯示一外來物位于一遠(yuǎn)離所述機(jī)器人的第一區(qū)域值時(shí)，所述執(zhí)行模組啟動(dòng)所述警告燈閃爍黃色；當(dāng)所述判斷模組判斷出所述處理模組處理的照片顯示外來物位于所述一靠近所述第一區(qū)域值的第二區(qū)域值時(shí)，所述執(zhí)行模組啟動(dòng)所述警告燈閃爍紅色，蜂鳴器報(bào)警；當(dāng)所述判斷模組判斷出所述處理模組處理的照片顯示外來物位于一靠近機(jī)器人的第三區(qū)域值時(shí)，所述執(zhí)行模組啟動(dòng)所述警告燈紅色恒亮不閃爍，蜂鳴器持續(xù)報(bào)警，所述機(jī)器人停止動(dòng)作，所述機(jī)械手的一機(jī)械手臂回到機(jī)械手所在位置。這樣，無需在機(jī)器人上安裝距離傳感器，節(jié)約了成本，且通過機(jī)器人自身就可采取相應(yīng)的保護(hù)措施，非常方便。


圖1是本 發(fā)明一種基于機(jī)器視覺的機(jī)器人防撞保護(hù)裝置的一較佳實(shí)施方式的一組織架構(gòu)圖。圖2是圖1中一機(jī)器人與拍攝裝置之間的一組織架構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明一種基于機(jī)器視覺的機(jī)器人防撞保護(hù)方法的一較佳實(shí)施方式的一流程圖。主要元件符號(hào)說明
權(quán)利要求
1.一種基于機(jī)器視覺的機(jī)器人防撞保護(hù)方法，包括有一機(jī)器人、一拍攝裝置、及一報(bào)警裝置，所述拍攝裝置與所述機(jī)器人及報(bào)警裝置連接，并用于拍攝一記錄機(jī)器人周圍環(huán)境的照片，所述報(bào)警裝置包括有一警告燈及一蜂鳴器，其特征在于:所述方法包括以下步驟: 所述機(jī)器人內(nèi)的一參數(shù)設(shè)置模組設(shè)置機(jī)器人防護(hù)保護(hù)裝置的參數(shù)，所述參數(shù)包括有一預(yù)設(shè)照片； 所述機(jī)器人內(nèi)的一處理模組處理所述拍攝裝置拍攝的照片； 所述機(jī)器人內(nèi)的一判斷模組將所述處理模組處理的照片與所述預(yù)設(shè)照片進(jìn)行比較，并判斷是否有一外來物靠近所述機(jī)器人； 所述機(jī)器人內(nèi)的一執(zhí)行模組根據(jù)所述判斷模組判斷的結(jié)果對機(jī)器人采取不同的措施: 當(dāng)所述判斷模組判斷出所述處理模組處理的照片顯示一外來物位于一遠(yuǎn)離所述機(jī)器人的第一區(qū)域值時(shí)，所述執(zhí)行模組啟動(dòng)所述警告燈閃爍第一顏色； 當(dāng)所述判斷模組判斷出所述處理模組處理的照片顯示外來物位于所述一靠近所述第一區(qū)域值的第二區(qū)域值時(shí)，所述執(zhí)行模組啟動(dòng)所述警告燈閃爍第二顏色，所述蜂鳴器報(bào)m.1=I ， 當(dāng)所述判斷模組判斷出所述處理模組處理的照片顯示外來物位于一靠近機(jī)器人的第三區(qū)域值時(shí)，所述執(zhí)行模組啟動(dòng)所述警告燈恒亮第二顏色，所述蜂鳴器持續(xù)報(bào)警，所述機(jī)器人停止動(dòng)作，所述機(jī)械手的一機(jī)械手臂回到機(jī)械手所在位置。
2.如權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的機(jī)器人防撞保護(hù)方法，其特征在于:所述機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡在水平地面的投影的邊緣構(gòu)成一危險(xiǎn)區(qū)域，所述危險(xiǎn)區(qū)域包括所述第一區(qū)域值、第二區(qū)域值與第三區(qū)域值，所述投影的邊緣由所述機(jī)器人路徑規(guī)劃的信息獲得。
3.如權(quán)利要求2所述的基于機(jī)器視覺的機(jī)器人防撞保護(hù)方法，其特征在于:在所述處理模組處理所述拍攝裝置拍攝的照片之前，一篩選模組保留所述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的投影的邊緣位于所述危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的照片，而去除危險(xiǎn)區(qū)域外的照片。
4.如權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的機(jī)器人防撞保護(hù)方法，其特征在于:所述判斷模組判斷到所述處理模組處理的照片圖像與預(yù)設(shè)照片圖像的像素不同，并且該像素周圍至少有兩個(gè)與它連接的像素也與預(yù)設(shè)照片圖像中對應(yīng)的像素不同時(shí)，即可判斷外來物落在所述第一區(qū)域值，或第二區(qū)域值或第三區(qū)域值內(nèi)，而啟動(dòng)所述執(zhí)行模組工作。
5.如權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的機(jī)器人防撞保護(hù)裝置，其特征在于:所述拍攝裝置內(nèi)的一發(fā)送模組將所述拍攝裝置拍攝的照片發(fā)送至機(jī)器人內(nèi)，所述機(jī)器人內(nèi)的一獲取模組接收所述發(fā)送模組發(fā)送的照片圖像信息，并傳送至所述處理模組。
6.一種基于機(jī)器視覺的機(jī)器人防撞保護(hù)裝置，包括有一機(jī)器人、一拍攝裝置、及一報(bào)警裝置，所述拍攝裝置與所述機(jī)器人及報(bào)警裝置連接，并用于拍攝一記錄機(jī)器人周圍環(huán)境的照片，所述報(bào)警裝置包括有一警告燈及一蜂鳴器，其特征在于:所述機(jī)器人包括: 一參數(shù)設(shè)置模組，用于設(shè)置機(jī)器人防護(hù)保護(hù)裝置的參數(shù)，所述參數(shù)包括有一預(yù)設(shè)照片、及大小不等的三個(gè)區(qū)域值，所述三個(gè)區(qū)域值包括一遠(yuǎn)離機(jī)器人的第一區(qū)域值，一靠近所述第一區(qū)域值的第二區(qū)域值，一靠近所述第二區(qū)域值的第三區(qū)域值； 一處理模組，用于處理所述拍攝裝置拍攝的照片； 一判斷模組；用于將所述處理模組處理的照片與所述預(yù)設(shè)照片進(jìn)行比較，并判斷是否有一外來物靠近所述機(jī)器人； 一執(zhí)行模組，用于根據(jù)所述判斷模組比較的結(jié)果對所述機(jī)器人采取不同的措施:當(dāng)所述判斷模組判斷出所述處理模組處理的照片顯示一外來物位于一所述第一區(qū)域值時(shí)，所述執(zhí)行模組啟動(dòng)所述警告燈閃爍第一顏色； 當(dāng)所述判斷模組判斷出所述處理模組處理的照片顯示外來物位于所述第二區(qū)域值時(shí)，所述執(zhí)行模組啟動(dòng)所述警告燈閃爍第二顏色，所述蜂鳴器報(bào)警； 當(dāng)所述判斷模組判斷出所述處理模組處理的照片顯示外來物位于所述第三區(qū)域值時(shí)，所述執(zhí)行模組啟動(dòng)所述警告燈恒亮第二顏色，所述蜂鳴器持續(xù)報(bào)警，所述機(jī)器人停止動(dòng)作，所述機(jī)械手的一機(jī)械手臂回到機(jī)械手所在位置。
7.如權(quán)利要求6所述的基于機(jī)器視覺的機(jī)器人防撞保護(hù)裝置，其特征在于:所述機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡在水平地面的投影的邊緣構(gòu)成一危險(xiǎn)區(qū)域，所述危險(xiǎn)區(qū)域包括所述第一區(qū)域值、第二區(qū)域值與第三區(qū)域值，所述投影的邊緣由所述機(jī)器人路徑規(guī)劃的信息獲得。
8.如權(quán)利要求6所述的基于機(jī)器視覺的機(jī)器人防撞保護(hù)裝置，其特征在于:所述判斷模組判斷到所述處理 模組處理的照片圖像與預(yù)設(shè)照片圖像的像素不同，并且該像素周圍至少有兩個(gè)與它連接的像素也與預(yù)設(shè)照片圖像中對應(yīng)的像素不同時(shí)，即可判斷外來物落在所述第一區(qū)域值，或第二區(qū)域值或第三區(qū)域值內(nèi)，而啟動(dòng)所述執(zhí)行模組工作。
9.如權(quán)利要求6所述的基于機(jī)器視覺的機(jī)器人防撞保護(hù)裝置，其特征在于:所述機(jī)器人還包括有一篩選模組，篩選模組保留所述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的投影的邊緣位于所述危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的照片，而去除危險(xiǎn)區(qū)域外的照片。
10.如權(quán)利要求9所述的基于機(jī)器視覺的機(jī)器人防撞保護(hù)裝置，其特征在于:所述拍攝裝置包括一用于所述拍攝裝置拍攝的照片發(fā)送至機(jī)器人內(nèi)發(fā)送模組內(nèi)的發(fā)送模組，所述機(jī)器人包括一獲取模組，所述獲取模組用于接收所述發(fā)送模組發(fā)送的照片圖像信息，并傳送至所述篩選模組。
全文摘要
一種基于機(jī)器視覺的機(jī)器人防撞保護(hù)裝置，包括機(jī)器人、用于拍攝照片的拍攝裝置、及報(bào)警裝置，報(bào)警裝置包括警告燈與蜂鳴器，機(jī)器人包括參數(shù)設(shè)置模組，用于設(shè)置參數(shù)，該參數(shù)包括有預(yù)設(shè)照片，處理模組，用于處理所述拍攝裝置拍攝的照片；判斷模組；用于將處理的照片與預(yù)設(shè)照片進(jìn)行比較，并判斷是否有外來物靠近機(jī)器人；執(zhí)行模組，用于根據(jù)判斷模組比較的結(jié)果對機(jī)器人采取不同的措施當(dāng)外來物位于一第一區(qū)域值時(shí)，警告燈閃爍第一顏色；當(dāng)外來物位于一第二區(qū)域值時(shí)，警告燈閃爍第二顏色，蜂鳴器報(bào)警；當(dāng)外來物位于一第三區(qū)域值時(shí)，警告燈恒亮第二顏色，蜂鳴器持續(xù)報(bào)警，機(jī)器人停止動(dòng)作。本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種基于機(jī)器視覺的機(jī)器人防撞保護(hù)方法。
文檔編號(hào)B25J19/06GK103192414SQ20121000380
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者李邦宇, 曲道奎, 徐方, 鄒風(fēng)山, 李崇, 劉曉帆, 宋吉來, 陳守良 申請人:沈陽新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司