[發(fā)明專利]一種用于機(jī)器人的傳送帶同步跟蹤方法、裝置及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810467241.5
• 申請(qǐng)日: 2018-05-16
• 公開（公告）號(hào): CN108674922B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹永
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州視源電子科技股份有限公司
• 主分類號(hào): B65G43/08
• 分類號(hào): B65G43/08;B65G47/90;B25J9/16
• 代理公司: 北京知元同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11535
• 代理人: 張?zhí)镉?余宏妮

本發(fā)明涉及一種用于機(jī)器人的傳送帶同步跟蹤方法、裝置和系統(tǒng)。所述方法包括：獲取傳送帶上的目標(biāo)物體的初始位置信息，實(shí)時(shí)估計(jì)目標(biāo)物體的位置和速度。基于機(jī)器人的起始位置、預(yù)設(shè)開始跟蹤界限和所估計(jì)的目標(biāo)物體的位置和速度，規(guī)劃機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，使得機(jī)器人在目標(biāo)物體到達(dá)第一位置時(shí)從起始位置開始運(yùn)動(dòng)將與目標(biāo)物體同時(shí)到達(dá)開始跟蹤位置并且在開始跟蹤位置處具有與目標(biāo)物體相同的運(yùn)動(dòng)速度。響應(yīng)于目標(biāo)物體到達(dá)第一位置，控制機(jī)器人以所規(guī)劃的運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)動(dòng)；以及基于機(jī)器人和目標(biāo)物體的實(shí)時(shí)位置，控制機(jī)器人從開始跟蹤位置同步跟蹤目標(biāo)物體。本公開的實(shí)施例能夠?qū)崿F(xiàn)快速目標(biāo)物體的定位和跟蹤，減小速度的波動(dòng)，提高工業(yè)系統(tǒng)的精度和工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開屬于機(jī)器人控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于機(jī)器人的傳送帶同步跟蹤方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

為了提高工作效率，降低生產(chǎn)成本，保障產(chǎn)品質(zhì)量，機(jī)器視覺和工業(yè)機(jī)器人的結(jié)合已逐步應(yīng)用在流水線上的分揀、包裝和在線檢測等工作。在實(shí)際應(yīng)用中，傳送帶是移動(dòng)的，工業(yè)機(jī)器人需要根據(jù)視覺系統(tǒng)和傳感器獲得的位置，對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行位置的實(shí)時(shí)同步和跟蹤，最終完成分揀、包裝和在線檢測等工作。

傳送帶動(dòng)態(tài)抓取的一般方法是利用機(jī)器視覺技術(shù)獲取傳送帶上目標(biāo)物體的位置信息，并通過安裝在傳送帶上的編碼器獲取傳送帶的位置和速度，計(jì)算目標(biāo)物體任意時(shí)刻的位置；一旦目標(biāo)物體進(jìn)入機(jī)器人的工作空間，就會(huì)讓機(jī)器人去動(dòng)態(tài)地抓取傳送帶上的物體。傳統(tǒng)的傳送帶動(dòng)態(tài)抓取大多采取攔截式的抓取方式，即通過傳送帶的速度預(yù)測目標(biāo)物體在將來某一時(shí)刻的位置，然后控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，和目標(biāo)物體同時(shí)到達(dá)該位置，完成攔截式的抓取。另外傳統(tǒng)的方法假設(shè)傳送帶的運(yùn)動(dòng)是勻速的，但是傳送帶的速度存在波動(dòng)，不完全是勻速的，所以會(huì)造成在直接抓取時(shí)存在一定的誤差，且誤差會(huì)隨著目標(biāo)物體運(yùn)動(dòng)距離的增加、運(yùn)動(dòng)速度的提高而變大。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本公開的實(shí)施例提供一種用于機(jī)器人的傳送帶同步跟蹤的方法、裝置及系統(tǒng)，能夠快速的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物體的定位和跟蹤，減小速度的波動(dòng)，提高工業(yè)系統(tǒng)的精度和工作效率。

在本公開的第一方面，提供一種用于機(jī)器人的傳送帶同步跟蹤的方法。該方法包括：：獲取傳送帶上的目標(biāo)物體的初始位置信息；實(shí)時(shí)估計(jì)目標(biāo)物體的位置；基于機(jī)器人的起始位置、預(yù)設(shè)開始跟蹤界限和所估計(jì)的目標(biāo)物體的位置和速度，規(guī)劃機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，規(guī)劃包括：確定目標(biāo)物體的第一位置，其中機(jī)器人在目標(biāo)物體到達(dá)第一位置時(shí)從起始位置開始運(yùn)動(dòng)將與目標(biāo)物體同時(shí)到達(dá)預(yù)設(shè)開始跟蹤界限；以及基于第一位置、目標(biāo)物體的位置和速度，規(guī)劃機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，以使得機(jī)器人與目標(biāo)物體同時(shí)到達(dá)與預(yù)設(shè)跟蹤界限相對(duì)應(yīng)的開始跟蹤位置并且在開始跟蹤位置處具有與目標(biāo)物體相同的運(yùn)動(dòng)速度；響應(yīng)于目標(biāo)物體到達(dá)第一位置，控制機(jī)器人從起始位置朝向開始跟蹤位置以所規(guī)劃的運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)動(dòng)；以及基于機(jī)器人和目標(biāo)物體的實(shí)時(shí)位置，控制機(jī)器人從開始跟蹤位置同步跟蹤目標(biāo)物體。

在某些實(shí)施例中，獲取目標(biāo)物體的初始位置信息包括：響應(yīng)于來自視覺系統(tǒng)的指示，保存?zhèn)魉蛶У木幋a器所反饋的第一編碼器值，第一編碼器值與初始位置信息相關(guān)聯(lián)；以及從視覺系統(tǒng)獲取目標(biāo)物體的初始位置坐標(biāo)，初始位置坐標(biāo)包括目標(biāo)物體的初始位置在視覺系統(tǒng)空間或者機(jī)器人空間之中任一空間的坐標(biāo)。

在某些實(shí)施例中，估計(jì)目標(biāo)物體在機(jī)器人空間中的實(shí)時(shí)位置包括：實(shí)時(shí)讀取傳送帶的編碼器所反饋的編碼器值C_t；以及根據(jù)下式計(jì)算所述目標(biāo)物體在所述機(jī)器人空間中的實(shí)時(shí)位置P_Rt：

其中，x_Rt和y_Rt分別為P_Rt的X軸坐標(biāo)值和Y軸坐標(biāo)值，x_R0和y_R0分別為所述目標(biāo)物體的初始位置的X軸坐標(biāo)值和Y軸坐標(biāo)值，C₀為所述目標(biāo)物體的初始位置相應(yīng)的編碼器值，s為單位編碼器值傳送帶前進(jìn)的距離，θ為機(jī)器人空間坐標(biāo)與傳送帶空間的坐標(biāo)之間的夾角。