基于深度图像的虚实碰撞检测研究

摘要

针对工业机器人增强现实示教编程中虚实碰撞检测问题,提出一种基于深度图像的虚实碰撞检测方法.为检测增强现实场景中潜在碰撞区域,在增强现实场景不同方位处添加Kinect?相机和虚拟深度相机,使用Kinect?相机拍摄物理环境的深度图像,建立虚拟深度相机成像模型以合成虚拟机器人的深度图像.在初始化阶段将深度图像栅格化,建立深度图像的四叉树编码模型.在虚实碰撞检测阶段,利用虚拟深度相机成像模型,合成虚拟场景的深度图像,并转化为点云数据,将虚拟深度相机模型置于Kinect?相机深度相机同一方位处进而得到与物理深度图像有相同方位的点云深度图像;通过遍历深度图像四叉树编码模型,逐层比较物理深度图像和合成点云深度图像对应栅格区域的深度值范围,实现虚实碰撞检测.本文搭建了基于增强现实的机器人示教系统,将虚拟机器人叠加到物理场景中,验证了上述相关算法;本文提出的基于深度图像的虚实碰撞检测方法,无需对真实环境三维重建,能够快速有效的进行增强现实应用中的虚实碰撞检测.