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申请/专利权人：苏州星火机器人技术有限公司

摘要：本发明公开了三维视觉机器人的碰撞检测和轨迹规划方法，包括以下方法：步骤S1：对于给定的平面点集，先将几何模型转化为三角网格数据，随后将点集P＝{p1,p2,...,pn}转换得到的三角形集合T＝{t1,t2,...,tn}。若点集P中四点A，B，C，D共圆，且△ABC、△BCD属于Delaunay三角剖分T，那么将边BC翻转后得到的三角剖分T’包含△ABD，△ACD同样是一个Delaunay三角剖分。本发明中提出的一种机器人碰撞检测的和轨迹规划的算法，通过将实际存在的障碍物简化为几何碰撞块，每次识别待抓取工件的时候，给机器人规划一条最优路径，使其能有效避开工作生产场景中的障碍物，运动过程中不会与待检测任何物体发生碰撞干涉，也不会出现走到奇异点的问题。

主权项：1.三维视觉机器人的碰撞检测和轨迹规划方法，囊括下述方法：步骤S1：对于给定的平面点集，先将几何模型转化为三角网格数据，随后将点集P＝{p1,p2,...,pn}转换得到的三角形集合T＝{t1,t2,...,tn}。若点集P中四点A，B，C，D共圆，且△ABC、△BCD属于Delaunay三角剖分T，那么将边BC翻转后得到的三角剖分T’包含△ABD，△ACD同样是一个Delaunay三角剖分；该方法中所用的三维模型三角化为Delaunay三角剖分，其所有三角形的外接圆均满足空圆性质；然后根据翻转边算法，对于任意一个三角剖分T，只要持续进行翻转边操作，最终可以将其转化为一个Delaunay三角剖分，并消除非局部Delaunay边；在构造Delaunay三角剖分过程中还需要插入新的顶点，用于与临近的旧顶点连接并添加新的边，并提升三角化效率；点集P＝{p1,p2,...,pn}是在构造Delaunay三角化的过程中同时进行；基于上述的Delaunay平面区域网格算法，将其投射到三维空间中，并保证边界的一致性，便可得到三维模型的三角化生成算法；步骤S2：碰撞检测，碰撞检测计算的流程如下：快速粗略碰撞检测：该步骤中采用的AABB方法，使用与坐标轴平行的外接长方体来分析两个物体之间的碰撞关系，忽略物体的旋转姿态，只比较两个长方体的各边的大小；精确计算碰撞：该步骤采用了GJK算法，该算法是一个循环迭代求vA-B的过程，每次循环使用上次迭代的结果，构建一个在A-B中的单纯形。并定义Wk为第k次迭代时单纯形的点集，vk＝vconvWk，为Wk中距离原点最近的那个点。初始化时，取v0取A-B中任意一点；对于GJK算法生成一系列的单纯形，用wk＝sA-B-vk表示当前的支撑点，我们取vk+1＝vconvWk∪{wk}，并取Wk+1为满足的最小集，这样的X是必定存在的，且是仿射无关的；对于多面体，GJK算法必定可以在有限迭代次数下得到vk＝vA-B；而对于非多面体，则需要一个停止迭代的精度值ε，让算法在合适的时机停止，当求得的vk和vA-B的误差值达到设定的精度值ε后停止迭代；在每次迭代中，对于支撑平面H-vk,vk·wk，得到有向距离δk＝vk·wkvk，并且取μk＝max0,δ0,δ1,...,δk，当迭代出的结果满足vk-μk＜ε时停止；步骤S3：工业六轴机器人的正逆解，采用MDH方法进行机器人的正逆解；步骤S4：机器人抓取轨迹的规划，机器人框内抓取轨迹有5个点位构成，构成如下：抓取点；离抓取点较近的逼近点；离抓取点较远的逼近点；过渡点；料框上方点。

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