碰撞检测

该功能面板中可配置碰撞检测。在规划机器人运动路径时,Mech-Viz会在三维仿真空间中高亮显示可能发生碰撞的部分以提醒用户,并终止工程运行,以防止实际碰撞的发生。

请参考专题:碰撞检测获取更多碰撞检测参数调节及问题排查经验。

查看碰撞检测配置

该表格动态显示所有碰撞检测的配置情况。单击图例可查看表格中不同颜色代表的含义。将鼠标悬停在相应单元格上,可以查看启用此类碰撞检测的具体方法。

点云碰撞检测

当无法确认需要参与碰撞检测的物体的个数、位置、形状大小,并且不能提前添加场景物体,只能依赖视觉识别时,需开启点云碰撞检测。

参与点云碰撞检测的项越多,机器人运动路径中的碰撞风险越低,但路径规划所需的时间也会相应增加。

参与碰撞检测的点云形式

点云立方体 点云立柱

使用立方体填充点云表面,以进行碰撞检测计算。

使用立柱填充点云下方的空间,以进行碰撞检测计算。

point cloud cube
point cloud column
当末端工具模型为STL格式时,建议选择点云立柱。详细原因说明请参考末端工具模型

在拆垛场景下,使用点云立柱可避免使用吸盘抓取纸箱时(特别是在侧吸场景下)与其他纸箱发生碰撞。

末端工具与纸箱碰撞 使用点云立方体时漏检 使用点云立柱时检出

table collision demo

table not detected

table detected

参与碰撞检测的点云形式

适用场景

点云立柱

当部分工件在Mech-Vision工程中未被识别,且仅有上表面点云时,可以使用点云立柱生成完整的工件碰撞模型,有效避免末端工具在抓取其他工件时从点云下方穿过而发生碰撞,如下图所示。

point cloud column pro 1

料筐变形时,适用点云立柱可以准确生成侧壁碰撞模型,避免末端工具与变形的料筐发生碰撞。

point cloud column pro 2

拆垛场景,需要侧吸纸箱抓取时。

点云立方体

当末端工具需要横向/斜向穿过工件自身抓取工件时,如下图。末端工具斜向内撑抓取圆环工件,由于点云立柱垂直于地面生成,末端工具必然会与点云立柱碰撞,因此在此类场景下,推荐使用点云立方体进行碰撞检测。

point cloud column con

碰撞检测阈值

如果检测到的碰撞体积大于此阈值,则会触发警报;碰撞体积小于此阈值时,则视为无碰撞。

机器人与点云的碰撞检测

一般情况下,机器人本体很少与点云发生碰撞,因此不推荐开启该选项。请仅对确实存在碰撞风险的机器人部位启用点云碰撞检测,以缩短路径规划时间,提升应用节拍。

需检测的机器人部位:可开启对机器人各部位的碰撞检测。

工件碰撞检测

开启此项后,需要在工件库中配置工件的碰撞模型。建议仅在以下情形下开启该选项:

  • 工具与工件可能发生不可接受的碰撞。

  • 工件体积较大,抓取后易与场景物体发生碰撞。

  • 运动路径不确定性较大(如使用筐内智能路径步骤时)。

  • 混合码垛场景。

开启此选项后,抓取前,Mech-Viz检测工具与工件、机器人与工件的碰撞。抓取后,Mech-Viz检测已持有工件与机器人、已持有工件与场景物体的碰撞。

已持有工件与点云、未抓取工件的碰撞检测

当参与碰撞的点云形式为点云立柱时,开启此项会影响路径规划时间。若路径规划时间过长,建议在工件库中,将待抓工件的碰撞模型生成方式改为STL模型或简易几何体,或者关闭此选项。建议仅在工件勾连或剐蹭对抓取影响较大时,开启此选项。

开启后,可设置碰撞检测阈值

常见问题解决方法

如果实际应用中出现该界面中描述的问题,请开启相应问题右侧的开关,并按提示配置相关参数。

问题一:使用吸盘抓取工件(如纸箱拆垛)时,机器人误抓取或在抓取过程中挤压旁边的工件

在使用吸盘抓取工件(如箱子)时,若吸盘与待抓工件紧密接触,软件会检测到目标工件与末端工具间的点云碰撞,从而导致抓取失败。通过移除目标工件的点云,可以避免将末端工具与目标工件的接触检测为碰撞。同时,目标工件以外的未抓取工件的点云会被保留,可以正常进行点云碰撞检测,避免误抓取或碰撞。

为了确保目标工件的点云被完全移除,通常需要将移除范围沿工件表面向外扩展一定距离。

Z向点云移除范围拓展决定在工件位姿的竖直方向(Z轴方向)上基于原工件尺寸向外扩展的距离。对于圆柱体或圆筒型工件,该参数扩展的是圆柱的高度/长度。

XY向点云移除范围拓展决定在工件位姿的水平方向(XOY平面)上基于原工件尺寸向外扩展的距离。对于圆柱体或圆筒型工件,该参数扩展的是圆柱的(外圆)半径。

Z向点云移除范围拓展 XY向点云移除范围拓展

长方体

cuboid z

cuboid xy

圆柱

vertical cylinder z

vertical cylinder xy

问题二:由于工具与点云、工件之间存在碰撞,无法抓取散乱堆叠的工件

在机器人向下抓取工件的过程中,有时末端工具和目标工件不可避免地会有接触。这种接触会被判定为碰撞而导致路径规划失败。末端工具在抓取点时,规划历史中提示的碰撞原因可能为“工具和点云碰撞”或“工具和未抓取工件碰撞”。

通过设置不检测范围,可允许在抓取点邻近区域内,不检测工具与点云之间的碰撞。开启后,存在碰撞风险,路径规划时间可能变长。不检测的范围不宜过大,以避免发生严重的碰撞。

问题三:由于工件点云彼此嵌入或嵌入料筐等场景模型,无法抓取工件

工件的识别可能存在误差,导致工件点云彼此嵌入或嵌入料筐等场景模型。点云也可能存在噪声,导致软件判定末端工具和点云之间发生碰撞。

该情况下机器人可以成功到达抓取点,但是尝试拔出工件时失败。规划历史中提示的碰撞原因可能为“已持有工件和点云碰撞”、“已持有工件和未抓取工件碰撞”或“已持有工件和场景物体碰撞”

通过设置不检测范围,可在抓起后的第一段路径中,在抓取点临近区域内,不检测已持有工件与其他所有物体的碰撞,以及末端工具和点云之间的碰撞。开启后,存在碰撞风险。不检测的范围不宜过长,以避免发生严重的碰撞。

问题四:混合码垛时,纸箱尺寸不同,箱子之间容易碰撞

在箱子的碰撞模型底部增加一定厚度,并使用增厚的碰撞模型进行碰撞检测,以避免码垛时已持有的箱子与相邻箱子发生碰撞。底部增加厚度仅在混合码垛步骤的路径规划中生效。

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