(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210922763.6 (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 深圳墨影科技有限公司 地址 518126 广东省深圳市宝安区航城街 道洲石路宝星智荟城3号楼1-2 楼 (72)发明人 刘伟　 (74)专利代理 机构 深圳市创富知识产权代理有 限公司 4 4367 专利代理师 梁嘉朗 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B25J 19/02(2006.01) B25J 19/04(2006.01) B25J 19/06(2006.01) (54)发明名称 一种移动机器人立体防护方法、 系统及存储 介质 (57)摘要 本发明公开了一种移动机器人立体防护方 法、 系统及存储介质， 系统包括： 传感器单元， 通 过不同类型传感器获取机器人不同方向的障碍 信息； 控制单元， 用于通过传感器单元测量得到 的机器人前进方向和机器人机身其他方向的障 碍物位置信息， 结合以机器人为参照划分的区域 标准， 判断障碍物所处区域； 通过判断障碍物所 处位置区域， 机器人控制单元输出不同指令操 作； 导航单元， 用于机器人在预警区时， 通过算法 发出避障信号给机器人使得机器人逐渐减速并 完成避障； 声光报警单元， 用于机器人在危险区 时， 发出警报信号。 本发明利用多传感器完成障 碍物信息获取， 结合360 °范围检测， 完成预警及 规划路径， 提高移动机 器人防护效果。 权利要求书3页 说明书6页 附图1页 CN 115351785 A 2022.11.18 CN 115351785 A 1.一种移动机器人立体防护方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1， 移动机器人本体安装不同类型传感器， 包括但不限于红外传感器、 视觉传感器 和超声传感器， 通过不同类型传感器获取机器人不同方向的障碍信息； 步骤2， 以机器人本体中心为坐标原点， 将机器人本体周边区域分为安全区、 预警区及 危险区； 步骤3， 获取机器人 前进方向的障碍物坐标信息， 确定障碍物所处区域； 步骤4， 通过判断障碍物所处位置区域， 机器人控制单 元输出不同指令操作， 具体为： 障碍物位于安全区， 控制单 元输出正常信号， 机器人匀速前进； 障碍物位于预警区， 控制单 元发出减速信号， 机器人 逐渐减速； 障碍物位于危险区， 控制单 元发出零信号， 机器人停止运动； 步骤5， 当障碍物位于预警区或危险区时， 在设定Δt时间内， 机器人持续重复步骤1到 步骤4， 如在该时间段内检测到障碍物移动到安全区， 则机器人恢复匀速前进状态， 否则执 行步骤6； 步骤6， 经过Δt时间后， 如障碍物位置不在安全区， 则通过此时障碍物位置确定控制单 元、 导航单元、 声光报警单 元工作状态， 具体为： 障碍物位于预警区， 控制单元发出减速信号， 导航单元通过算法发出避障信号， 机器人 逐渐减速并完成避障； 障碍物位于危险区， 控制单元发出零信号， 机器人停止运动， 且声光报 警单元发出警报 信号。 2.如权利要求1所述的一种移动机器人立体防护方法， 其特征在于， 还包括步骤7， 获取 机器人除前进方向外其他方向 障碍物位置信息； 当障碍物位于预警区时， 机器人减速前进， 反之正常运行。 3.如权利要求1所述的一种移动机器人立体防护方法， 其特 征在于， 进一 步包括： 步骤1‑1， 设定机器人工作区域为矩形， 设定位置1、 2、 3、 4为工作区四角端点， 设定位置 1为基准坐标系0原 点， 防护围栏系统位于工作区边缘， 在位置1、 2、 3、 4分别安装有红外传感 器和接收器， 用于检测是否有障碍物进入工作区； 在位置1和位置2的上方均安装有图像采 集设备， 用于检测工作区障碍物位置信息， 其中包括彩色相机和深度相机； 通过红外传感器 检测是否有障碍物进入工作区， 当检测到有障碍物进入工作区后， 发送控制信号到位置1和 位置2的图像采集设备； 步骤1‑2， 位置1和位置2的图像采集设备分别 对工作区进行图像采集， 其中彩色相机图 像用于障碍物标定， 深度相机图像用于获取障碍物到相机的距离信息； 步骤1‑3， 控制系统预设有样本数据训练模型， 通过对位置1和位置2彩色相机拍摄的图 像分别进行 特征提取， 对障碍物进行识别并标定； 步骤1‑4， 通过深度相机分别 对标定的障碍物距离信息进行测量， 分别测量得到障碍物 到相机的距离d1、 d2； 步骤1‑5， 相机到地面高度均为h， 计算得到障碍物相对位置1距离为 相对 位置2距离为 且通过三角关系， 求得障碍物相对于工作区边界1的夹角权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115351785 A 2其中L为边界1的长度； 步骤1‑6， 计算障碍物在基准 坐标系0的坐标(l1 cosθ， l1 sinθ )； 步骤1‑7， 根据障碍物的坐标信息， 控制系统提前对机器人进行减速避障处 理。 4.权利要求1所述的一种移动机器人立体防护方法， 其特征在于， 还包括机械臂安全防 护， 包括： 步骤S1， 以机械臂底座为基准坐标系1， 建立机械臂工作区域， 并标定坐标边界(x1,y1, z1)， (x2,y2,z2)， (x3,y3,z3)， (x4,y4,z4)， (x5,y5,z5)， (x6,y6,z6)， (x7,y7,z7)， (x8,y8,z8)； 步骤S2， 通过安装在机械臂底座的多个传感器， 获取障碍物不同位置信息， 得到其在基 准坐标系2内坐标(xb1,yb1,zb1)， (xb2,yb2,zb2)， (xb3,yb3,zb3)， (xb4,yb4,zb4)， (xb5,yb5,zb5)， (xb6,yb6,zb6)， (xb7,yb7,zb7)， (xb8,yb8,zb8)； 步骤S3， 将上述坐标通过坐标转换得到其在基准坐标系1内坐标(xa1,ya1,za1)， (xa2,ya2, za2)， (xa3,ya3,za3)， (xa4,ya4,za4)， (xa5,ya5,za5)， (xa6,ya6,za6)， (xa7,ya7,za7)， (xa8,ya8,za8)； 步骤S4， 判断(xa1,ya1,za1)， (xa2,ya2,za2)， (xa3,ya3,za3)， (xa4,ya4,za4)， (xa5,ya5,za5)， (xa6,ya6,za6)， (xa7,ya7,za7)， (xa8,ya8,za8)是否位于 机械臂工作区域内； 步骤S5， 当障碍物处于机械臂工作区域 时， 检测障碍物是否与当前工作路径冲突， 当路 径冲突时， 通过内部自适应路径规划完成避障处理， 如无法进 行避障处理， 则机械臂停止工 作并发出 预警信号， 等待障碍物 移动到机械臂工作区域外后恢复运行， 反 之正常运行； 步骤S6， 当机械臂无法避障或障碍物移动过快等工况使两者发生碰撞时， 通过机械臂 内部电机电流数值获取碰撞力大小， 当超过安全阈值时机 械臂停止工作。 5.一种移动机器人立体防护系统， 其特征在于， 包括传感器单元、 控制单元、 导航单元、 声光报警单 元， 所述控制单 元与传感器单 元、 导航单元、 声光报警单 元电连接， 其中： 传感器单元， 包括但不限于红外传感器、 视觉传感器和超声传感器， 通过不同类型传感 器获取机器人不同方向的障碍信息； 控制单元， 用于通过传感器单元测量得到的机器人前进方向和机器人机身其他方向的 障碍物位置信息， 结合以机器人为参照划分的区域标准， 判断障碍物所处 区域； 通过判断障 碍物所处位置区域， 机器人控制单元输出不同指令操作； 其中以机器人为参照划分的区域 标准分为 安全区、 预警区及危险区三部分； 导航单元， 用于机器人在预警区时， 通过算法发出避 障信号给机器人使得机器人逐渐 减速并完成避障； 声光报警单 元， 用于机器人在危险区时， 发出警报信号。 6.如权利要求5所述的一种移动机器人立体防护系统， 其特征在于： 所述传感器单元还 安装在机 械臂底座的不同位置， 用于检测获取障碍物的位置信息 。 7.如权利要求5所述的一种移动机器人立体防护系统， 其特征在于： 在一矩形区域的四 个端点设置有红外传感器和接收器， 用于检测是否有障碍物进入工作区； 设定位置1为基准 坐标系0原 点， 在相邻的位置1和位置2的上方均安装有图像采集设备， 用于检测工作区障碍 物位置信息， 所述图像采集设备包括彩色相 机和深度相 机， 其中彩色相 机图像用于障碍物 标定， 深度相机图像用于获取障碍物到相机的距离信息； 当检测到有障碍物进入工作区后， 发送控制信号到位置1和位置2的图像采集设备；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115351785 A 3