钻锚机器人人机安全避碰方法 论文

为解决快速掘进系统中钻锚机器人无法实时监测辅助人员的运动，导致钻机与辅助人员可能发生非期望碰撞的问题，从钻锚机器人控制系统角度出发，提出了一种钻锚机器人人机安全避碰方法。通过深度视觉实时获取人体骨骼点图构建辅助人员的球扫掠凸体碰撞检测模型，并基于钻锚机器人三维模型构建钻机的球扫掠凸体碰撞检测模型。使用深度视觉传感器与钻机行程及角度传感器获取的数据，可以实时更新辅助人员和钻机的碰撞检测模型。

其次，在应对多人多钻机的复杂环境中，采用基于层次包围盒的碰撞检测方法，在粗略碰撞检测阶段实时检测与辅助人员距离最近的钻机及其最短距离。当最短距离小于安全阈值时，系统会进入精细碰撞检测阶段，实时计算辅助人员与该钻机的最短距离。钻机末端建立了基于人工势场的虚拟排斥力模型，当钻机与辅助人员的最短距离小于安全阈值时，虚拟排斥力会驱使钻机进行避碰运动。有关人工势场算法的详细信息，可以参考此文和相关研究。