[發明專利]一種應用于小型機器人的目標抓取方法及系統

在審

• 申請號: 201710175315.3
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN106945037A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 張雷;張凱博;張亦雨
• 申請（專利權）人: 北京建筑大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王慶龍

1.一種應用于小型機器人的目標抓取方法，其特征在于，所述方法包括：

根據接收的抓取指令在目標空間內進行對目標物品的機械搜索，以及在機械搜索的過程中，對所述目標空間內的各處進行顏色識別，得到目標空間內的各處的色彩畫面；其中，所述抓取指令中包括所述目標物品的色彩組成；

將各所述色彩畫面與所述目標物品的色彩組成進行匹配，對所述目標物品的進行一次定位；

對一次定位的所述目標物品進行二次定位；

以及，根據所述目標物品的二次定位的結果運行至所述目標物品附近，控制機械手臂對所述目標物品進行抓取。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據接收的抓取指令在目標空間內進行對目標物品的機械搜索，以及在機械搜索的過程中，對所述目標空間內的各處進行顏色識別，得到目標空間內的各處的色彩畫面，包括：

接收所述抓取指令；

識別所述抓取指令中所述目標物品的色彩組成；

根據預設搜索規則，在所述目標空間內對所述目標物品的機械搜索，以及，在機械搜索的過程中，通過設置在所述小型機器人頭部的攝像頭對所述目標空間內的各處進行攝錄，得到目標空間內的各處的色彩畫面。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述預設搜索規則包括：

對所述目標空間進行原地機械搜索；

若在原地機械搜索期間，所述色彩畫面與所述目標物品的色彩組成匹配成功，則停止機械搜索，否則，則繼續對所述目標空間進行旋轉機械搜索；

若在旋轉機械搜索期間，所述色彩畫面與所述目標物品的色彩組成匹配成功，則停止機械搜索，否則，則重復進行原地機械搜索及旋轉機械搜索。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述原地機械搜索包括：

小型機器人在水平和垂直兩個自由度方向上轉動頭部；

所述旋轉機械搜索包括：小型機器人在水平和垂直兩個自由度方向上轉動頭部，以及，所述小型機器人旋轉的動作組合。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將各所述色彩畫面與所述目標物品的色彩組成進行匹配，對所述目標物品的進行一次定位，包括：

根據HSV顏色模式將各所述色彩畫面與所述目標物品的色彩組成進行匹配，其中，所述HSV顏色模式中包括色調分量H、飽和分量S和度亮度分量V；

以及，在匹配成功后，鎖定匹配成功的色彩畫面，完成對所述目標物品的一次定位。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據HSV顏色模型將各所述色彩畫面與所述目標物品的色彩組成進行匹配，之前還包括：

若所述色彩畫面為RGB色彩模式的色彩畫面，則將所述RGB色彩模式的色彩畫面轉化HSV顏色模式的色彩畫面。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對一次定位的所述目標物品進行二次定位，包括：

根據小型機器人的視覺范圍及一次定位的所述目標物品的色彩畫面，得到所述目標物品與所述小型機器人頭部的攝像頭的主光軸分別在水平方向和垂直方向上的夾角。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據所述目標物品的二次定位的結果運行至所述目標物品附近，控制機械手臂對所述目標物品進行抓取，包括：

將所述小型機器人頭部的攝像頭的主光軸分別在水平方向和垂直方向上的夾角的數值發送至所述小型機器人腿部的行走單元；

所述行走單元根據接收的夾角的數值，控制所述小型機器人運行至所述目標物品附近；

控制所述小型機器人的機械手臂對所述目標物品進行抓取。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據接收的抓取指令在目標空間內進行對目標物品的機械搜索，之前還包括：

建立小型機器人的機械手臂的D-H矩陣模型；

對所述D-H矩陣模型進行正運動學求解或逆運動學求解，得到所述小型機器人的機械手臂的運動學方程。

10.一種應用于小型機器人的目標抓取系統，其特征在于，所述系統包括：

搜索及畫面識別單元，用于根據接收的抓取指令在目標空間內進行對目標物品的機械搜索，以及在機械搜索的過程中，對所述目標空間內的各處進行顏色識別，得到目標空間內的各處的色彩畫面；其中，所述抓取指令中包括所述目標物品的色彩組成；

一次定位單元，用于將各所述色彩畫面與所述目標物品的色彩組成進行匹配，對所述目標物品的進行一次定位；

二次定位單元，用于對一次定位的所述目標物品進行二次定位；

抓取單元，用于根據所述目標物品的二次定位的結果運行至所述目標物品附近，控制機械手臂對所述目標物品進行抓取。