[發明專利]一種基于雙目視覺的快遞包裹抓取裝置和抓取方法

在審

• 申請號: 201710848798.9
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN109540105A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 高振清;徐煒東
• 申請（專利權）人: 北京印刷學院
• 主分類號: G01C11/02
• 分類號: G01C11/02;G01C11/04;B07C5/342
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于雙目視覺的快遞包裹抓取方法和裝置，方法包括建立坐標系、圖像預處理、角點檢測、輪廓提取、確定機器人抓取位姿；快遞包裹抓取裝置，裝置支架的頂端安裝有雙目攝像機，在雙目攝像機的下方設置有籠車，籠車的一側設置有六軸機械臂，六軸機械臂上安裝有機械抓手。本發明的有益技術效果是：操作對象為快遞包裹，形狀基本近似于長方體，裝置的主要功能包括圖像中的關鍵點識別、包裹輪廓識別、抓取機器人末端抓取位姿計算、抓取軌跡控制等，實現了功能一體化，節省工作空間，保證操作精度，提升工作的智能化水平，后續可與更大范圍的快遞分揀系統集成應用。

技術領域

本發明涉及一種快遞包裹抓取裝置和抓取方法，尤其涉及一種基于雙目視覺的快遞包裹抓取裝置和抓取方法。

背景技術

抓取動作是工業機器人應用中的一個常見任務。傳統定位方法必須經過精確的人工定位后，按照“示教式”程序一步一步實現標準位姿工件的抓取和放置，但很多情況下工件位姿無法預知，沒有規律可循。這就對機器人物體識別的智能化程度提出了需求。基于視覺識別的機器人模仿人的視覺，可以實現對目標物體的識別，獲得場景深度信息，近年來得到了很快的發展。

機械臂的視覺識別指的是用攝像機模擬人眼來控制機械臂的動作。隨著機器人人工智能化的程度的提升和圖像處理的高速發展，計算機圖像處理技術與工業機器人技術的交互利用日益頻繁且技術日趨成熟^[1]。法國Aldebaran Robotics公司研制出的機器人NAO配有多種傳感器，可通過邊緣檢測以及顏色分割完成對目標的識別^[2]。Burget F等人通過圖像處理技術來獲得目標物體的三維信息，然后制定相應的抓取姿態對目標物體進行抓取^[3]。日本本田公司研制的仿生機器人基于視覺識別與定位技術，成功完成端茶倒水的任務^[4]。另外，日本Fanuc公司、瑞士的ABB公司和德國KUKA公司都推出了“揀選”系統^[5]。日本的Murakami利用CCD相機傳感技術，研制出機器人跟蹤控制系統^[6]。澳大利亞Western大學用CCD相機配合六自由度機器人開發出三維碼垛機器人實現三維空間的碼垛，瑞士SIG利用代視覺識別的并聯機器人，應用與流水輸送線上的搬運^[7]。上海大學何永義教授的團隊研發的家具服務輪式機器人，通過三目攝像頭，實現對物體的識別抓取等功能^[8]；華中科技大學提出基于視覺引導和超聲被測距的手眼機器人系統實現了對運動目標的跟蹤和抓取^[9]。

[1]焦恩章，杜榮 工業機器人分揀技術的實現【J】組合機床與自動化加工技術。2010

[2]Muller J，Frese U，Rofer T.Grab a mug-Object detection and graspmotion planning with the Nao robot[C]//Ieee-Ras International Conference onHumanoid Robots.IEEE，2012：349-356.

[3]Dalibard S，bastien，El Khoury A，et al.Dynamic Walking and Whole-Body Motion Planning for Humanoid Robots：an Integrated Approach[J].International Journal of Robotics Research，2013，32(9-10)：1089-1103.

[4]Gienger M，Toussaint M，Goerick C.Whole-body Motion Planning -Building Blocks for Intelligent Systems[M]//Motion Planning for HumanoidRobots.Springer London，2010：67-98.

[5]權歡歡，張洛平.裝配線零件圖像識別與系統實現.[D].洛陽：河南科技大學，2008