一种机器人自碰撞处理方法、装置、机器人及介质与流程

1.本技术涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人自碰撞处理方法、装置、机器人及介质。


背景技术：

2.带电作业机器人在高空作业时，由于作业场景线路复杂以及机械臂自身臂展限制，在作业过程中机器人本体靠作业位置很近，导致作业过程中机器人动作比较受限，而作业过程中通常需要机器人作业机构间相互极限避让、极限靠近以实现相互配合，并在极限避让、极限靠近后反向移动恢复安全作业空间，因此时常会发生机械臂自身关节之间、左机械臂与右机械臂、机械臂与末端工具、机械臂与机载模组、机械臂与工具台、机械臂与机器人外壳等自碰撞情况，然而现有技术中针对机器人自碰撞的处理往往达不到预期效果，而且需要消耗大量的计算资源和计算时间，从而导致机器人自碰撞处理的效果较差、效率较低。


技术实现要素：

3.本技术提供了一种机器人自碰撞处理方法、装置、机器人及介质，用以解决现有技术中的机器人自碰撞处理的效果较差、效率较低的问题，具体的，本技术提供的技术方案如下：一方面，本技术提供了一种机器人自碰撞处理方法，包括：获取当前机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点以及各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系；其中，空间坐标转换关系用于表征从机器人起始坐标位置到机械臂末端位置之间各个碰撞风险点的空间坐标的单向传递关系；基于各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，利用机械臂末端中心点的实时空间坐标，确定各个碰撞风险点的实时空间坐标；基于各个碰撞风险点的实时空间坐标，确定当前机器人作业环节所对应的存在碰撞关系的碰撞风险点之间的当前距离；基于当前距离与预设安全距离之间的大小关系，控制机械臂进行相应的自碰撞避让处理。
4.另一方面，本技术还提供了一种机器人自碰撞处理装置，包括：信息获取单元，用于获取当前机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点以及各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系；其中，空间坐标转换关系用于表征从机器人起始坐标位置到机械臂末端位置之间各个碰撞风险点的空间坐标的单向传递关系；坐标确定单元，用于基于各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，利用机械臂末端中心点的实时空间坐标，确定各个碰撞风险点的实时空间坐标；距离确定单元，用于基于各个碰撞风险点的实时空间坐标，确定当前机器人作业环节所对应的存在碰撞关系的碰撞风险点之间的当前距离；
自碰撞处理单元，用于基于当前距离与预设安全距离之间的大小关系，控制机械臂进行相应的自碰撞避让处理。
5.另一方面，本技术还提供了一种带电作业机器人，包括本体，安装于本体上的机械臂，安装于本体内的存储器和处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述机器人自碰撞处理方法。
6.另一方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机指令，该计算机指令被处理器执行时实现上述机器人自碰撞处理方法。
7.本技术的有益效果如下：本技术通过将碰撞问题简化为有限个碰撞风险点之间的空间位置距离关系，不仅可以有效提高自碰撞检测效果，还可以大大简化自碰撞检测算法，提高自碰撞处理效率，而且在自碰撞检测过程中利用机器人作业类型和机器人作业环节进行碰撞风险点筛选，还可以进一步减少自碰撞检测的计算量，从而可以进一步提高自碰撞处理效率。
8.本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地可以从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
9.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术实施例中机器人自碰撞处理方法的流程框架示意图；图2为本技术实施例中机器人自碰撞处理方法的概况流程示意图；图3为本技术实施例中世界坐标系下的空间坐标转换关系示意图；图4为本技术实施例中各个碰撞风险点之间的碰撞关系示意图；图5为本技术实施例中机器人自碰撞处理装置的功能结构示意图；图6为本技术实施例中带电作业机器人的硬件结构示意图。
具体实施方式
10.为了使本技术的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
11.为便于本领域技术人员更好地理解本技术，下面先对本技术涉及的技术用语进行简单介绍。
12.机器人作业机构，为机器人作业过程中涉及的作业机构，本技术中，机器人作业机构可以包括带电作业机器人的机械臂、机械臂末端工具、机器人外壳、机载模组等部件机构，还可以包括工具台等部件机构。
13.碰撞风险点，为在机器人作业机构的三维模型上预先标定的存在碰撞风险的位置点，本技术中，碰撞风险点根据机器人作业类型和机器人作业环节进行划分。
14.在介绍了本技术涉及的技术用语后，接下来，对本技术的应用场景和技术构思进行简单介绍。
15.目前，针对机器人自碰撞处理方式主要有现有技术处理措施有以下几种：第一种方式是根据机器人三维几何模型设置膨胀层进行自碰撞避让运动规划；第二种方式是建立自碰撞避让模型进行避让处理，例如人工势场法(apf)、快速拓展随机树法(rrts)、概率地图法(prms)等；第三种方式是利用离线学习和分离轴方法进行自碰撞避让计算。其中，第一种方式通常需要较强理论知识，基于膨胀层设置进行自碰撞避让运动规划往往会出现不符合预期的自碰撞避让运动路径，自碰撞避让运动规划成功率不高，不适应障碍物多的情况，小范围空间大都无法规划成功，而且计算资源占用较多，环境障碍物数据与计算数据量成正比，大量数据计算特别消耗计算资源，从而导致作业操作卡顿；第二种方式对于关节多自由度高而产生的高维度配置空间(c-space)需要花费大量的计算时间，不适用于实时的机器人运动控制，而且相比于第一种方式，需要更多的理论支撑以及复杂公式计算，且自碰撞避让运动规划往往不适用小空间运动控制；第三种方式根据机器人三维几何信息利用包围体进行建模后，将机器人本体分割为不同的区域块，并将每两个区域块划分为一组区域对，利用最优化方法离线学习产生自碰撞的候选区域对，并采用分离轴方法对候选区域对进行自碰撞状态检测，本质上未能明显减少自碰撞检测的计算量，也无法减少理论支撑，且自碰撞避让运动规划同样不适应小空间运动控制。
16.为此，参阅图1所示，本技术通过对各个机器人作业机构进行建模，并根据不同机器人作业类型在各个机器人作业机构的三维模型上预先标定碰撞风险点后，获取不同机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系进行存储，可以在带电作业机器人作业过程中，基于当前机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，利用机械臂末端中心点的实时空间坐标，确定当前机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点的实时空间坐标后，基于所述各个碰撞风险点的实时空间坐标，确定当前机器人作业环节所对应的存在碰撞关系的碰撞风险点之间的当前距离，从而可以基于所述当前距离与预设安全距离之间的大小关系，控制机械臂进行相应的自碰撞避让处理，进而通过将碰撞问题简化为不同机器人作业类型和不同机器人作业环节所对应的有限个碰撞风险点之间的空间位置距离关系，不仅可以在无需复杂理论和算法的基础上实现轻量化自碰撞计算，大大减轻计算资源消耗，简化自碰撞检测算法，提高自碰撞处理效率，还可以针对不同机器人作业类型实现自碰撞设计定制化，满足不同机器人作业类型和不同机器人作业环节需求，极大地预防自碰撞情况发生，且无需自碰撞避让运动规划，不干扰原有运动控制，可以有效提高自碰撞检测效果，而且，在自碰撞检测过程中利用机器人作业类型和机器人作业环节进行碰撞风险点筛选，还可以进一步减少自碰撞检测的计算量，从而可以进一步提高自碰撞处理效率。
17.在介绍了本技术的应用场景和技术构思后，下面对本技术提供的技术方案进行详细说明。
18.本技术实施例提供了一种机器人自碰撞处理方法，参阅图2所示，本技术实施例提供的机器人自碰撞处理方法的概况流程如下：步骤201：获取当前机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点以及各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系；其中，空间坐标转换关系用于表征从机器人起始坐标位置到
机械臂末端位置之间各个碰撞风险点的空间坐标的单向传递关系。
19.实际应用中，用户可以根据实际作业需求为不同机器人作业类型预先标定碰撞风险点，从而可以使机器人控制系统获得不同机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点以及各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，具体可以采用但不限于以下方式：首先，机器人控制系统分别对各个机器人作业机构进行建模，得到各个机器人作业机构的三维模型。具体的，用户可以通过交互终端向机器人控制系统发起建模指令，机器人控制系统接收到建模指令时，可以基于配电作业机器人的关节数据，分别对各个机器人作业机构进行建模，得到各个机器人作业机构的三维模型后发送至交互终端显示，以使用户能够在各个机器人作业机构的三维模型上标定碰撞风险点。
20.然后，机器人控制系统获取分别在各个机器人作业机构的三维模型上标定的碰撞风险点以及标定的各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系。具体的，用户在各个机器人作业机构的三维模型上标定碰撞风险点后，交互终端自动生成用户在各个机器人作业机构的三维模型上标定的各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，并将用户在各个机器人作业机构的三维模型上标定的各个碰撞风险点以及标定的各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系发送至机器人控制系统，机器人控制系统即可获得用户在各个机器人作业机构的三维模型上标定的各个碰撞风险点以及标定的各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系。
21.最后，机器人控制系统从标定的各个碰撞风险点中确定不同机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点，并基于标定的各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，确定不同机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系。具体的，用户还可以在交互终端中配置不同机器人作业类型和不同机器人作业类型所对应的各个机器人作业环节，交互终端将用户配置的不同机器人作业类型和不同机器人作业类型所对应的各个机器人作业环节发送至机器人控制系统，机器人控制系统即可从标定的各个碰撞风险点中确定不同机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点，并基于标定的各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，确定不同机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系。
22.实际应用中，机器人控制系统在控制带电作业机器人作业过程中，可以从定不同机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点以及各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系中，获取当前机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点以及各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，以便基于当前机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点以及各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系进行后续自碰撞处理，其中，空间坐标转换关系可以是各个碰撞风险点之间的tf（trans form，坐标转换）关系，例如，当前机器人作业类型所对应的所有碰撞风险点之间的空间坐标转换关系可以是但不限于是如图3所示的tf关系，在图3中，机器人起始坐标位置为机器人坐标系的原点位置，例如机器人起始坐标位置可以是但不限于是世界坐标系的原点位置等。
23.步骤202：基于各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，利用机械臂末端中心点的实时空间坐标，确定各个碰撞风险点的实时空间坐标。
24.在具体实施时，机器人控制系统基于各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，利用机械臂末端中心点的实时空间坐标，确定各个碰撞风险点的实时空间坐标时，可以采用但不限于以下方式：
首先，机器人控制系统对各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系进行逆向求解，得到各个碰撞风险点之间的逆向空间坐标转换关系；其中，逆向空间坐标转换关系用于表征从机械臂末端位置到机器人起始坐标位置之间各个碰撞风险点的空间坐标的单向传递关系。例如，参阅图3所示，假设空间坐标转换关系中相邻两个碰撞风险点的tf关系可以为从左臂末端工具的碰撞风险点到左臂末端中心点的碰撞风险点的空间坐标的单向传递关系，则逆向求解后得到的逆向空间坐标转换关系可以为从左臂末端中心点的碰撞风险点到左臂末端工具的碰撞风险点的空间坐标的单向传递关系。
25.然后，机器人控制系统基于各个碰撞风险点之间的逆向空间坐标转换关系，依次利用已知位置点的实时空间坐标计算与已知位置点相邻的碰撞风险点的实时空间坐标，直至计算出各个碰撞风险点的实时空间坐标；其中，已知位置点在首次计算时为机械臂末端中心点，在非首次计算时为上一个碰撞风险点。
26.实际应用中，机械臂末端安装有作业工具时，机械臂末端中心点为机械臂末端工具中心点，机械臂末端未安装有作业工具时，机械臂末端中心点为机械臂末端法兰盘中心点，基于此，机器人控制系统在计算各个碰撞风险点的实时空间坐标时，可以将机械臂末端中心点的实时笛卡尔空间坐标转换为世界坐标系下的实时空间坐标后，基于各个碰撞风险点之间的逆向空间坐标转换关系，利用机械臂末端中心点在世界坐标系下的实时空间坐标，计算与机械臂末端中心点相邻的碰撞风险点的空间坐标，并进一步基于各个碰撞风险点之间的逆向空间坐标转换关系，利用该碰撞风险点在世界坐标系下的实时空间坐标，计算与该碰撞风险点相邻的碰撞风险点的空间坐标，以此类推，直至计算出所有碰撞风险点的实时空间坐标为止。
27.为了增强机器人作业过程中碰撞风险点的可视化，机器人控制系统基于各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，利用机械臂末端中心点的实时空间坐标，确定各个碰撞风险点的实时空间坐标之后，还可以将各个碰撞风险点的实时空间坐标以及各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系发送至交互终端，以使交互终端基于各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，利用各个碰撞风险点的实时空间坐标，动态显示各个碰撞风险点之间的空间位置关系。
28.步骤203：基于各个碰撞风险点的实时空间坐标，确定当前机器人作业环节所对应的存在碰撞关系的碰撞风险点之间的当前距离。
29.在具体实施时，机器人控制系统基于各个碰撞风险点的实时空间坐标，确定当前机器人作业环节所对应的存在碰撞关系的碰撞风险点之间的当前距离时，可以采用但不限于以下方式：首先，机器人控制系统基于各个碰撞风险点，确定当前机器人作业环节所对应的碰撞风险点组合；其中，碰撞风险点组合包括预先标定的存在碰撞关系的两个机器人作业部件上的碰撞风险点。
30.然后，机器人控制系统根据碰撞风险点组合中被碰撞机器人作业部件上的碰撞风险点的数量选择相应的距离计算方式计算碰撞风险点组合中存在碰撞关系的碰撞风险点之间的当前距离。具体的，可能存在但不限于以下三种情况：第一种情况：碰撞风险点组合中存在一个碰撞风险点位于被碰撞机器人作业部件上。
31.此种情况下，机器人控制系统可以基于碰撞风险点组合中的各个碰撞风险点的实时空间坐标，采用点到点的距离计算方式，计算碰撞风险点组合中存在碰撞关系的碰撞风险点之间的当前距离。例如，参阅图4所示，左侧机器人作业部件上的碰撞风险点与右侧被碰撞机器人作业部件上的碰撞风险点被预先标定为存在碰撞关系，假设右侧被碰撞机器人作业部件上存在一个碰撞风险点a1，则针对左侧机器人作业部件上的碰撞风险点均可采用点到点的距离计算方式计算与右侧被碰撞机器人作业部件上碰撞风险点之间的当前距离，即采用点到点的距离计算方式，分别计算左侧机器人作业部件上的碰撞风险点a与右侧被碰撞机器人作业部件上碰撞风险点a1之间的当前距离以及左侧机器人作业部件上的碰撞风险点b与右侧被碰撞机器人作业部件上碰撞风险点a1之间的当前距离；其中，点到点的距离计算方式可以是以下公式（1）的计算方式：
……
公式（1）上述公式（1）中，表征当前距离；表征机器人作业部件上碰撞风险点的实时空间坐标；表征被碰撞机器人作业部件上的碰撞风险点的实时空间坐标。
32.第二种情况：碰撞风险点组合中存在两个碰撞风险点位于被碰撞机器人作业部件上。
33.此种情况下，机器人控制系统可以基于碰撞风险点组合中的各个碰撞风险点的实时空间坐标，采用点到线的距离计算方式，计算碰撞风险点组合中存在碰撞关系的碰撞风险点之间的当前距离。例如，参阅图4所示，左侧机器人作业部件上的碰撞风险点与右侧被碰撞机器人作业部件上的碰撞风险点被预先标定为存在碰撞关系，假设右侧被碰撞机器人作业部件上存在两个碰撞风险点，即碰撞风险点a1和碰撞风险点a2，则针对左侧机器人作业部件上的每一碰撞风险点均可采用点到线的距离计算方式，计算与右侧被碰撞机器人作业部件上碰撞风险点之间的当前距离，即采用点到线的距离计算方式，计算左侧机器人作业部件上的碰撞风险点a与右侧被碰撞机器人作业部件上碰撞风险点a1和碰撞风险点a2组成的直线之间的当前距离以及左侧机器人作业部件上的碰撞风险点b与右侧被碰撞机器人作业部件上碰撞风险点a1和碰撞风险点a2组成的直线之间的当前距离；其中，点到线的距离计算方式可以是以下公式（2）的计算方式：
……
公式（2）上述公式（2）中，表征当前距离；表征机器人作业部件上碰撞风险点的实时空间坐标；表征基于机器人作业部件上的碰撞风险点的实时空间坐标以及被碰撞机器人作业部件上的两个碰撞风险点的实时空间坐标，求解出的机器人作业部件上的碰撞风险点在被碰撞机器人作业部件上的两个碰撞风险点组成的直线上的垂足的实时空间坐标。
34.第三种情况：碰撞风险点组合中存在三个以上碰撞风险点位于被碰撞机器人作业部件上。
35.此种情况下，机器人控制系统可以基于碰撞风险点组合中的各个碰撞风险点的实时空间坐标，采用点到面的距离计算方式，计算碰撞风险点组合中存在碰撞关系的碰撞风
险点之间的当前距离。例如，参阅图4所示，左侧机器人作业部件上的碰撞风险点与右侧被碰撞机器人作业部件上的碰撞风险点被预先标定为存在碰撞关系，假设右侧被碰撞机器人作业部件上存在三个以上碰撞风险点，即碰撞风险点a1、碰撞风险点a2、碰撞风险点a3、碰撞风险点a4，则针对左侧机器人作业部件上的每一碰撞风险点均可采用点到面的距离计算方式，计算与右侧被碰撞机器人作业部件上三个以上碰撞风险点组成的平面之间的当前距离，即采用点到面的距离计算方式，分别计算左侧机器人作业部件上的碰撞风险点a与右侧被碰撞机器人作业部件上碰撞风险点a1-a4组成的平面之间的当前距离以及左侧机器人作业部件上的碰撞风险点b与右侧被碰撞机器人作业部件上碰撞风险点a1-a4组成的平面之间的当前距离；其中，点到面的距离计算方式可以是以下公式（3）的计算方式：
……
公式（3）上述公式（3）中，表征当前距离；表征机器人作业部件上碰撞风险点的实时空间坐标；表征基于被碰撞机器人作业部件上的任意三个碰撞风险点的实时空间坐标，求解出的被碰撞机器人作业部件上该任意三个碰撞风险点构成的平面的平面方程中的已知常数。
36.步骤204：基于当前距离与预设安全距离之间的大小关系，控制机械臂进行相应的自碰撞避让处理。
37.实际应用中，预设安全距离可以包括最小安全距离和次安全距离，例如参阅图4所示，d1表征最小安全距离，d2表征次安全距离，基于此，机器人控制系统基于当前距离与预设安全距离之间的大小关系，控制机械臂进行相应的自碰撞避让处理时，可能存在但不限于以下三种情况：第一种情况：机器人控制系统若确定当前距离大于次安全距离，则确定机械臂不进行自碰撞避让处理，并控制机械臂继续作业。
38.第二种情况：机器人控制系统若确定当前距离大于最小安全距离小于等于次安全距离，则将机械臂在当前机器人作业环节的所有关节位姿进行存储得到关节位姿组合，并控制机械臂继续作业。
39.为了能够实现机械臂无碰撞恢复原始状态，机器人控制系统确定当前距离大于最小安全距离小于等于次安全距离时，可以将机械臂的在当前机器人作业环节的所有关节位姿进行存储得到关节位姿组合，从而可以在确定恢复机械臂在当前机器人作业环节前的位姿状态时，按照关节位姿组合中关节位姿的逆顺序，控制机械臂进行反向移动，进而可以保证往返路径一致，有效解决碰撞避让解除后机械臂恢复状态时的自碰撞问题。
40.第三种情况：机器人控制系统若确定当前距离等于最小安全距离，则控制机械臂停止运动。
41.本技术实施例中，通过将碰撞问题简化为有限个碰撞风险点之间的空间位置距离关系，不仅可以有效提高自碰撞检测效果，还可以大大简化自碰撞检测算法，提高自碰撞处理效率，而且在自碰撞检测过程中利用机器人作业类型和机器人作业环节进行碰撞风险点筛选，还可以进一步减少自碰撞检测的计算量，从而可以进一步提高自碰撞处理效率。
42.基于上述实施例，本技术实施例还提供了一种机器人自碰撞处理装置，参阅图5所
示，本技术实施例提供的机器人自碰撞处理装置500至少包括：信息获取单元501，用于获取当前机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点以及各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系；其中，空间坐标转换关系用于表征从机器人起始坐标位置到机械臂末端位置之间各个碰撞风险点的空间坐标的单向传递关系；坐标确定单元502，用于基于各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，利用机械臂末端中心点的实时空间坐标，确定各个碰撞风险点的实时空间坐标；距离确定单元503，用于基于各个碰撞风险点的实时空间坐标，确定当前机器人作业环节所对应的存在碰撞关系的碰撞风险点之间的当前距离；自碰撞处理单元504，用于基于当前距离与预设安全距离之间的大小关系，控制机械臂进行相应的自碰撞避让处理。
43.在一种可能的实施方式中，本技术实施例提供的机器人自碰撞处理装置500还包括：信息标定单元505，用于分别对各个机器人作业机构进行建模，得到各个机器人作业机构的三维模型；获取分别在各个机器人作业机构的三维模型上标定的碰撞风险点以及标定的各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系；从标定的各个碰撞风险点中确定不同机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点，并基于标定的各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，确定不同机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系。
44.在一种可能的实施方式中，基于各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，利用机械臂末端中心点的实时空间坐标，确定各个碰撞风险点的实时空间坐标时，坐标确定单元502具体用于：对各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系进行逆向求解，得到各个碰撞风险点之间的逆向空间坐标转换关系；其中，逆向空间坐标转换关系用于表征从机械臂末端位置到机器人起始坐标位置之间各个碰撞风险点的空间坐标的单向传递关系；基于各个碰撞风险点之间的逆向空间坐标转换关系，依次利用已知位置点的实时空间坐标计算与已知位置点相邻的碰撞风险点的实时空间坐标，直至计算出各个碰撞风险点的实时空间坐标；其中，已知位置点在首次计算时为机械臂末端中心点，在非首次计算时为上一个碰撞风险点。
45.在一种可能的实施方式中，本技术实施例提供的机器人自碰撞处理装置500还包括：信息显示单元506，用于基于各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，利用各个碰撞风险点的实时空间坐标，动态显示各个碰撞风险点之间的空间位置关系。
46.在一种可能的实施方式中，基于各个碰撞风险点的实时空间坐标，确定当前机器人作业环节所对应的存在碰撞关系的碰撞风险点之间的当前距离时，距离确定单元503具体用于：基于各个碰撞风险点，确定当前机器人作业环节所对应的碰撞风险点组合；其中，碰撞风险点组合包括存在碰撞关系的两个机器人作业部件上的碰撞风险点；若确定碰撞风险点组合中存在一个碰撞风险点位于被碰撞机器人作业部件上，则基于碰撞风险点组合中的各个碰撞风险点的实时空间坐标，采用点到点的距离计算方式，计算碰撞风险点组合中存在碰撞关系的碰撞风险点之间的当前距离；
/output，输入/输出）接口604进行。并且，带电作业机器人还可以通过网络适配器605与一个或者多个网络（例如lan（local area network，局域网），wan（wide area network，广域网）和/或公共网络，例如因特网）通信。如图6所示，网络适配器605通过总线603与带电作业机器人的其它模块通信。应当理解，尽管图6中未示出，可以结合带电作业机器人使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、raid（redundant arrays of independent disks，磁盘阵列）子系统、磁带驱动器以及数据备份存储子系统等。
55.需要说明的是，图6所示的带电作业机器人仅仅是一个示例，不应对本技术实施例的功能和使用范围带来任何限制。
56.此外，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机指令，该计算机指令被处理器执行时实现本技术实施例提供的机器人自碰撞处理方法。具体地，该计算机指令可以内置或安装在处理器中，这样，处理器就可以通过执行内置或安装的计算机指令实现本技术实施例提供的机器人自碰撞处理方法。
57.另外，本技术实施例提供的机器人自碰撞处理方法还可以实现为一种程序产品，该程序产品包括程序代码，当该程序代码在处理器上运行时实现本技术实施例提供的机器人自碰撞处理方法。
58.本技术实施例提供的程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合，其中，可读介质可以是可读信号介质或可读存储介质，而可读存储介质可以是但不限于是电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或任意以上的组合，具体地，可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、ram、rom、eprom（erasable programmable read only memory，可擦式可编程只读存储器）、光纤、cd-rom（compact disc read-only memory，便携式紧凑盘只读存储器）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
59.本技术实施例提供的程序产品可以采用cd-rom并包括程序代码，还可以在处理器上运行。然而，本技术实施例提供的程序产品不限于此，在本技术实施例中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
60.应当注意，尽管在上文详细描述中提及了装置的若干单元或子单元，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本技术的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。反之，上文描述的一个单元的特征和功能可以进一步划分为由多个单元来具体化。
61.此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本技术方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
62.尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
63.显然，本领域的技术人员可以对本技术实施例进行各种改动和变型而不脱离本申
请实施例的精神和范围。这样，倘若本技术实施例的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种机器人自碰撞处理方法，其特征在于，包括：获取当前机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点以及所述各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系；其中，所述空间坐标转换关系用于表征从机器人起始坐标位置到机械臂末端位置之间所述各个碰撞风险点的空间坐标的单向传递关系；基于所述各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，利用机械臂末端中心点的实时空间坐标，确定所述各个碰撞风险点的实时空间坐标；基于所述各个碰撞风险点的实时空间坐标，确定当前机器人作业环节所对应的存在碰撞关系的碰撞风险点之间的当前距离；基于所述当前距离与预设安全距离之间的大小关系，控制机械臂进行相应的自碰撞避让处理。2.如权利要求1所述的机器人自碰撞处理方法，其特征在于，获取当前机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点以及所述各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系之前，还包括：分别对各个机器人作业机构进行建模，得到所述各个机器人作业机构的三维模型；获取分别在所述各个机器人作业机构的三维模型上标定的碰撞风险点以及标定的各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系；从所述标定的各个碰撞风险点中确定不同机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点，并基于所述标定的各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，确定所述不同机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系。3.如权利要求1所述的机器人自碰撞处理方法，其特征在于，基于所述各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，利用机械臂末端中心点的实时空间坐标，确定所述各个碰撞风险点的实时空间坐标，包括：对所述各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系进行逆向求解，得到所述各个碰撞风险点之间的逆向空间坐标转换关系；其中，所述逆向空间坐标转换关系用于表征从所述机械臂末端位置到所述机器人起始坐标位置之间所述各个碰撞风险点的空间坐标的单向传递关系；基于所述各个碰撞风险点之间的逆向空间坐标转换关系，依次利用已知位置点的实时空间坐标计算与所述已知位置点相邻的碰撞风险点的实时空间坐标，直至计算出所述各个碰撞风险点的实时空间坐标；其中，所述已知位置点在首次计算时为所述机械臂末端中心点，在非首次计算时为上一个碰撞风险点。4.如权利要求1所述的机器人自碰撞处理方法，其特征在于，基于所述各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，利用机械臂末端中心点的实时空间坐标，确定所述各个碰撞风险点的实时空间坐标之后，还包括：基于所述各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，利用所述各个碰撞风险点的实时空间坐标，动态显示所述各个碰撞风险点之间的空间位置关系。5.如权利要求1所述的机器人自碰撞处理方法，其特征在于，基于所述各个碰撞风险点的实时空间坐标，确定当前机器人作业环节所对应的存在碰撞关系的碰撞风险点之间的当前距离，包括：基于所述各个碰撞风险点，确定所述当前机器人作业环节所对应的碰撞风险点组合；
其中，所述碰撞风险点组合包括存在碰撞关系的两个机器人作业部件上的碰撞风险点；若确定所述碰撞风险点组合中存在一个碰撞风险点位于被碰撞机器人作业部件上，则基于所述碰撞风险点组合中的各个碰撞风险点的实时空间坐标，采用点到点的距离计算方式，计算所述碰撞风险点组合中存在碰撞关系的碰撞风险点之间的当前距离；若确定所述碰撞风险点组合中存在两个碰撞风险点位于被碰撞机器人作业部件上，则基于所述碰撞风险点组合中的各个碰撞风险点的实时空间坐标，采用点到线的距离计算方式，计算所述碰撞风险点组合中存在碰撞关系的碰撞风险点之间的当前距离；若确定所述碰撞风险点组合中存在三个以上碰撞风险点位于被碰撞机器人作业部件上，则基于所述碰撞风险点组合中的各个碰撞风险点的实时空间坐标，采用点到面的距离计算方式，计算所述碰撞风险点组合中存在碰撞关系的碰撞风险点之间的当前距离。6.如权利要求1-5任一项所述的机器人自碰撞处理方法，其特征在于，所述预设安全距离包括最小安全距离和次安全距离；基于所述当前距离与预设安全距离之间的大小关系，控制机械臂进行相应的自碰撞避让处理，包括：若确定所述当前距离大于所述次安全距离，则确定所述机械臂不进行自碰撞避让处理，并控制所述机械臂继续作业；若确定所述当前距离大于所述最小安全距离小于等于所述次安全距离，则将所述机械臂在所述当前机器人作业环节的所有关节位姿进行存储得到关节位姿组合，并控制所述机械臂继续作业；若确定所述当前距离等于所述最小安全距离，则控制所述机械臂停止运动。7.如权利要求6所述的机器人自碰撞处理方法，其特征在于，将所述机械臂的在当前机器人作业环节的所有关节位姿进行存储得到关节位姿组合之后，还包括：确定恢复所述机械臂在所述当前机器人作业环节前的位姿状态时，按照所述关节位姿组合中关节位姿的逆顺序，控制所述机械臂进行反向移动。8.一种机器人自碰撞处理装置，其特征在于，包括：信息获取单元，用于获取当前机器人作业类型所对应的各个碰撞风险点以及所述各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系；其中，所述空间坐标转换关系用于表征从机器人起始坐标位置到机械臂末端位置之间所述各个碰撞风险点的空间坐标的单向传递关系；坐标确定单元，用于基于所述各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系，利用机械臂末端中心点的实时空间坐标，确定所述各个碰撞风险点的实时空间坐标；距离确定单元，用于基于所述各个碰撞风险点的实时空间坐标，确定当前机器人作业环节所对应的存在碰撞关系的碰撞风险点之间的当前距离；自碰撞处理单元，用于基于所述当前距离与预设安全距离之间的大小关系，控制机械臂进行相应的自碰撞避让处理。9.一种带电作业机器人，其特征在于，包括本体，安装于所述本体上的机械臂，安装于所述本体内的存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任一项所述的机器人自碰撞处理方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的机器人自碰撞处理
方法。

技术总结
本申请公开了一种机器人自碰撞处理方法、装置、机器人及介质，应用于机器人技术领域，具体为：获取当前机器人作业类型的各个碰撞风险点和各个碰撞风险点之间的空间坐标转换关系；基于空间坐标转换关系，利用机械臂末端中心点的实时空间坐标确定各个碰撞风险点的实时空间坐标；基于各个碰撞风险点的实时空间坐标，确定当前机器人作业环节中存在碰撞关系的碰撞风险点之间的当前距离；基于当前距离与预设安全距离的大小关系，控制机械臂进行自碰撞避让处理，通过将碰撞问题简化为有限个碰撞风险点之间的空间位置距离关系并与机器人作业类型和机器人作业环节进行碰撞风险点匹配，可以大大简化碰撞检测算法，提高碰撞检测效率。提高碰撞检测效率。提高碰撞检测效率。


技术研发人员：何小勇 李帅 林德政 史成亮 吕鹏 李威 曹磊
受保护的技术使用者：国网瑞嘉（天津）智能机器人有限公司
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/7/12