[發(fā)明專利]非剛性物體分揀方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710218551.9
• 申請日: 2017-04-05
• 公開（公告）號: CN107138432B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王越;陳穎
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州迦智科技有限公司
• 主分類號: B07C5/342
• 分類號: B07C5/342;B07C5/36
• 代理公司: 廣州市越秀區(qū)哲力專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44288
• 代理人: 胡擁軍

本發(fā)明公開了非剛性物體分揀方法和裝置，方法包括以下步驟：獲取標(biāo)定數(shù)據(jù)，所述標(biāo)定數(shù)據(jù)包括臂端相機(jī)、3D相機(jī)的外參數(shù)；將3D相機(jī)采集的深度圖像處理為初始點云數(shù)據(jù)；根據(jù)所述標(biāo)定數(shù)據(jù)將所述初始點云數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到基礎(chǔ)點云數(shù)據(jù)；對所述基礎(chǔ)點云數(shù)據(jù)進(jìn)行初始分割；對所述初始分割的結(jié)果進(jìn)行位姿估計；根據(jù)所述位姿估計的結(jié)果對物體進(jìn)行抓取。通過3D相機(jī)獲取基礎(chǔ)點云數(shù)據(jù)，然后對基礎(chǔ)點云數(shù)據(jù)進(jìn)行初始分割，并對分割后的物體進(jìn)行位姿估計，最后根據(jù)位姿估計結(jié)果抓取非剛性物體。基礎(chǔ)點云數(shù)據(jù)包含非剛性物體的表面法向量、曲率、距離等特征，更好的實現(xiàn)非剛性物體的分離，解決了非剛性物體的位姿估計和抓取問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及分揀機(jī)器人領(lǐng)域，特別涉及非剛性物體分揀方法和裝置。

背景技術(shù)

近年來，視覺輔助系統(tǒng)在工業(yè)現(xiàn)場中的應(yīng)用越來越多，3D相機(jī)也逐步在生活和工業(yè)中進(jìn)行相應(yīng)的使用。Stein等人使用kinect完成數(shù)據(jù)的采集工作，并在深度圖上進(jìn)行物體的分割和抓取工作，但是該論文中主要針對的是在邊緣上有較明顯變化的剛性物體，而對于一些如毛絨玩具、數(shù)據(jù)線、耳機(jī)線等易形變的非剛性物體則沒有進(jìn)行相關(guān)處理和研究。在工業(yè)現(xiàn)場中，無法對不規(guī)則、無CAD模型、易形變的物料進(jìn)行有效的分揀，不利于生產(chǎn)自動化的實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供非剛性物體分揀方法和裝置，其能解決現(xiàn)有的分揀方法和裝置無法對不規(guī)則、無CAD模型、易形變的物料進(jìn)行有效的分揀，不利于生產(chǎn)自動化的實現(xiàn)的問題。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

非剛性物體分揀方法，包括以下步驟：

獲取標(biāo)定數(shù)據(jù)，所述標(biāo)定數(shù)據(jù)包括臂端相機(jī)、3D相機(jī)的外參數(shù)；

將3D相機(jī)采集的深度圖像處理為初始點云數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述標(biāo)定數(shù)據(jù)將所述初始點云數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到基礎(chǔ)點云數(shù)據(jù)；

對所述基礎(chǔ)點云數(shù)據(jù)進(jìn)行初始分割；

對所述初始分割的結(jié)果進(jìn)行位姿估計；

根據(jù)所述位姿估計的結(jié)果對物體進(jìn)行抓取。

優(yōu)選的，所述非剛性物體分揀方法還包括以下步驟：

如果所述位姿估計的結(jié)果不滿足非重疊條件，則對所述基礎(chǔ)點云數(shù)據(jù)進(jìn)行z軸濾波分割，并對所述z軸濾波分割的結(jié)果進(jìn)行位姿估計。

優(yōu)選的，所述對所述基礎(chǔ)點云數(shù)據(jù)進(jìn)行z軸濾波分割，并對所述z軸濾波分割的結(jié)果進(jìn)行位姿估計，具體的，包括以下子步驟：

對所述基礎(chǔ)點云數(shù)據(jù)進(jìn)行z軸濾波分割時，記錄z軸濾波分割的次數(shù)與濾波分割的高度值；

對所述z軸濾波分割的結(jié)果進(jìn)行位姿估計時，根據(jù)所述z軸濾波分割的次數(shù)與濾波分割的高度值進(jìn)行位姿的恢復(fù)。

優(yōu)選的，所述非重疊條件具體為：所述位姿估計的結(jié)果中物體的尺寸不大于預(yù)設(shè)尺寸，所述預(yù)設(shè)尺寸是根據(jù)所述非剛性物體的尺寸計算的。

優(yōu)選的，所述非剛性物體分揀方法還包括以下步驟：

如果所述位姿估計的結(jié)果不滿足可抓取條件，則對所述物體進(jìn)行撥動。

優(yōu)選的，所述可抓取條件具體為：所述位姿估計的結(jié)果中物體的尺寸小于限制尺寸，所述限制尺寸是根據(jù)所述非剛性物體的尺寸計算的。

優(yōu)選的，所述對所述物體進(jìn)行撥動，具體的，包括以下子步驟：

計算撥動起始點；

判斷所述撥動起始點是否滿足撥動安全條件；

若滿足所述撥動安全條件，則對所述物體進(jìn)行撥動；