(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211072107.8 (22)申请日 2022.09.02 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115122343 A (43)申请公布日 2022.09.30 (73)专利权人 泉州通维科技有限责任公司 地址 362008 福建省泉州市丰泽区北峰街 道泉州软件园7号楼 (72)发明人 梁培栋　 (74)专利代理 机构 北京阳光天下知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11671 专利代理师 李满红 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01)(56)对比文件 CN 108972549 A,2018.12.1 1 CN 111267083 A,2020.0 6.12 CN 112828890 A,2021.0 5.25 US 2021278 857 A1,2021.09.09 梁培栋.基于表面肌电信号的人机动作信息 传递研究. 《中国博士学位 论文全文数据库 信息 科技辑》 .2018, 钱伟.基于ROS的移动操作机 械臂底层规划 及运动仿真. 《中国优秀硕士学位 论文全文数据 库 信息科技 辑》 .2016, 审查员 杨元戎 (54)发明名称 一种复杂环境下、 大跨距机械臂路径 规划方 法 (57)摘要 本发明公开了一种复杂环 境下、 大跨距机械 臂路径规划方法， 涉及路径规划技术领域， 具体 包括： 获取待检测区域的参数信息和预设参数信 息； 根据待检测区域的参数信息获取机械臂的初 始伸展目标点位； 在机械臂 到达初始伸展目标点 位后， 获取初始伸展目标点位处的障碍信息、 二 维图像信息、 三维图像信息和结构点云数据； 对 获取障碍信息、 二维图像信息、 三维图像信息和 结构点云数据进行分析处理， 根据处理结果获取 机械臂末端协作机械手的当前初始运动目标点 位。 本发明通过获取待检测区域的参数信息和预 设参数信息， 并根据检测过程实时获取的信息进 行机械臂和机械臂末端协作机械手的路径规划， 从而可在复杂环境下对待检测区域进行全面的 检测。 权利要求书3页 说明书7页 附图10页 CN 115122343 B 2022.11.08 CN 115122343 B 1.一种复杂环境下、 大跨距机 械臂路径规划方法， 其特 征在于， 包括： 获取待检测区域的参数信息和预设参数信息； 根据待检测区域的参数信息获取机 械臂的初始伸展目标点 位； 在机械臂到达初始伸展目标点位后， 获取初始伸展目标点位处的障碍信息、 二维图像 信息、 三维图像信息和结构点云数据； 对获取障碍信 息、 二维图像信息、 三维图像信 息和结构点云数据进行分析处理， 根据处 理结果获取机 械臂末端协作机 械手的当前初始运动目标点 位； 获取机械臂末端协作机械手的初始运动目标点位处的障碍信息、 二维图像信息、 三维 图像信息和结构点云数据； 对机械臂末端协作机械手的初始运动目标点位处的障碍信息、 二维图像信息、 三维图 像信息和结构点云数据进 行分析处理， 根据处理结果 获取机械臂末端协作机械手的下一运 动目标点 位； 重复获取机械臂末端协作机械手运动目标点位处的障碍信息、 二维图像信息、 三维图 像信息和结构点云数据， 直至协作机 械手到达当前最后运动目标点 位； 在协作机械手到达当前最后运动目标点位后， 根据 预设参数信 息获取机械臂的下一伸 展目标点 位； 获取机械臂 的下一伸展目标点位处的障碍信息、 二维图像信息、 三维图像信息和结构 点云数据进行分析处 理； 根据机械臂 的下一伸展目标点位处的障碍信息、 二维图像信息、 三维图像信息和结构 点云数据的分析处 理结果获取机 械臂末端协作机 械手的当前初始运动目标点 位； 获取当前机械臂末端协作机械手的初始运动目标点位处的障碍信息、 二维图像信息、 三维图像信息和结构点云数据； 对当前机械臂末端协作机械手的初始运动目标点位处的障碍信息、 二维图像信息、 三 维图像信息和结构点云数据进 行分析处理， 获取机械臂末端协作机械手的下一运动目标点 位； 重复获取机械臂末端协作机械手的运动目标点位处的障碍信息、 二维图像信息、 三维 图像信息和结构点云数据， 并进行分析处理， 根据分析处理结果获取机械臂末端协作机械 手的运动目标点 位， 直至获取到当前机 械臂末端协作机 械手的最后运动目标点 位； 重复获取机械臂 的伸展目标点位， 并根据机械臂 的伸展目标点位处的障碍信息、 二维 图像信息、 三维图像信息和结构点云数据获取机 械臂末端协作机 械手的运动目标点 位； 在判断机械臂的伸展目标点位为机械臂的最后伸展目标点位 时， 启动机械臂末端协作 机械手的收回工作； 在机械臂末端协作机 械手的收回工作完成后， 启动机 械臂的收回工作； 所述参数信息包括检测待桥底面的宽度、 需要检测的长度、 桥围栏的高度和桥梁各部 位的参数信息， 所述预设参数信息包括机械臂在工作过程中每次位移的距离、 协作机械手 在工作过程中每次移动伸展或收缩的距离以及协作机 械手的初始位置参数。 2.根据权利要求1所述的复杂环境下、 大跨距机械臂路径规划方法， 其特征在于， 所述 对获取障碍信息、 二维图像信息、 三维图像信息和结构点云数据进行分析处 理包括： 根据障碍信息判断当前障碍的方向信息；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115122343 B 2对获取的二维图像进行二维图像拼接处 理； 根据二维图像拼接处 理结果进行当前检测位置处裂纹病害提取判断处 理； 根据当前检测位置处裂纹病害提取 结果进行检测位置处裂纹病害数据的测量； 根据结构点云数据获取当前检测位置在检测区域的位置坐标信息； 根据三维图像信息和结构点云数据获取裂纹病害在检测区域的位置坐标信息； 根据结构点云数据和待检测区域的参数信息构建 当前检测区域的模型信息 。 3.根据权利要求2所述的复杂环境下、 大跨距机械臂路径规划方法， 其特征在于， 所述 对获取的二维图像进行二维图像拼接处 理包括： 对当前检测获取的所有二维图像进行  OBR 特征计算； 通过KNN算法对所有二维图像进行滤波处理， 并通过随机抽样一致算法或过滤后的所 有二维图像之间的匹配点； 根据获取的匹配点计算形成匹配对的二维图像间的单应性矩阵； 根据单应性矩阵通过加权平均算法对形成匹配对的二维图像进行拼接处 理。 4.根据权利要求2所述的复杂环境下、 大跨距机械臂路径规划方法， 其特征在于， 所述 根据二维图像拼接处 理结果进行当前检测位置处裂纹病害提取判断分析处 理包括： 通过双边数字图像滤波器对二维图像进行 滤波处理； 对Sobel算子滤波处 理后的二维图像进行边 缘检测， 并计算 二维图像的梯度变化； 对小于梯度阈值的孤立梯度变化 点进行删除； 通过Kalman滤波器预测图像 中目标的起始搜索位置， 并以设定的搜索步长为半径进行 搜索； 计算搜索范围内的向量 集合和形态特 征； 将形态特 征与形态特 征阈值进行匹配； 提取符合形态特 征阈值的形态特 征的裂纹病害结果， 并输出 数据集。 5.根据权利要求2所述的复杂环境下、 大跨距机械臂路径规划方法， 其特征在于， 所述 根据当前检测位置处裂纹病害提取 结果进行检测位置处裂纹病害数据的测量包括： 对裂纹病害提取图像分别沿着X正方向和Y正方向进行搜索； 分别计算对应于X正方向的裂纹病害像素点个数和对应于Y正方向的裂纹病害像素点 个数； 计算各个 像素点左右裂纹病害的等效中心坐标； 根据X正方向的裂纹病 害像素点个数、 Y正方向的裂纹病害像素点个数以及各个像素点 左右裂纹病害的等效中心坐标分别获取X正方向所有像素点的分离度和  Y正方向所有像素 点的分离度； 将X正方向所有像素点的分离度与X正方向分离度预设值进行比较， 将Y正方向所有像 素点的分离度与Y正方向分离度预设值进行比较， 根据比较结果判断裂纹分叉 结果； 对分叉点多个方向处的所有像素点进行形态特征提取， 将形态特征提取的结果集成到 裂缝点集合， 并累加计算图像 像素点的图像曼哈顿空间距离 。 6.根据权利要求2所述的复杂环境下、 大跨距机械臂路径规划方法， 其特征在于， 所述 根据处理结果获取协作机 械手的下一 运动目标点 位包括： 根据障碍处 理结果获取第一 运动目标点 位；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115122343 B 3