[發明專利]一種機器人目標圖像抓取方法

在審

• 申請號: 202010106418.6
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN112109074A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 莊永軍
• 申請（專利權）人: 深圳市三寶創新智能有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 深圳力拓知識產權代理有限公司 44313
• 代理人: 龔健

1.一種機器人目標圖像抓取方法，其特征在于，包括：

機器人旋轉帶動其頭部3D相機識別目標物體并拍攝圖像；

機器人移動至其機械手抓取目標物時最佳工作空間的位置；

3D相機從不同方位拍攝目標物，并將圖像信號傳輸給計算機，計算機利用圖像信息對目標物進行3D建模；

根據逆運動學規劃機械手末端執行器的抓取位姿，并產生一條機械臂運動無碰撞的目標抓取路徑；

利用機器人手臂逆運動學模型計算各關節電機的轉動量，生成期望軌跡，末端執行器產生相應動作協調實現仿人穩定抓取目標物。

2.根據權利要求1所述的一種機器人目標圖像抓取方法，其特征在于，通過手眼標定將3D相機坐標系下的目標物空間位置信息轉換到機械臂基座標系下表示，用于對目標物的定位。

3.根據權利要求2所述的一種機器人目標圖像抓取方法，其特征在于，3D相機拍攝的圖像進行預處理時基于HSV模型對H顏色通道進行顏色分割-輪廓提取-形態學去除-部分干擾-霍夫變換圓檢測-圓率、面積大小、外接矩形面積、面積大小/外接矩形面積比值等，以此設置閾值進行最終的識別。

4.根據權利要求1所述的一種機器人目標圖像抓取方法，其特征在于，根據目標位姿信息，利用三次B樣條曲線擬合出一條光滑過渡的軌跡。

5.根據權利要求4所述的一種機器人目標圖像抓取方法，其特征在于，三次B樣條曲線擬合主要根據德布爾推導公式最終得到以下曲線方程：p(x)＝p1*N1+p2*N2+p3*N3+p4*N4；其中：其中p1…pi為控制頂點。

6.根據權利要求1所述的一種機器人目標圖像抓取方法，其特征在于，抓取目標物期望軌跡的獲取步驟為：

S1、由逆運動學求解出末端離散點反求得到各個離散點對應的關節角度；

S2、利用三次樣條曲線對各個關節角進行擬合，得到各個關節的抓取目標的期望軌跡，對期望軌跡的跟蹤，基于前期采用的PID控制效果不是很理想，擬主要采用自抗擾控制技術。

7.根據權利要求1所述的一種機器人目標圖像抓取方法，其特征在于，自抗擾控制器(ADRC)由跟蹤器(TD)、非線性狀態誤差反饋控制律(NLSEF)及擴張狀態觀測器(ESO)三部分組成，這三部分有機結合成的ADRC可很好解決對被控對象進行跟蹤控制。

8.根據權利要求1所述的一種機器人目標圖像抓取方法，其特征在于，采用視覺反饋法對目標物定位。

9.根據權利要求8所述的一種機器人目標圖像抓取方法，其特征在于，視覺反饋法的步驟為：

S1、先粗運動控制，使機械手運動到目標物范圍，這時視覺系統可同時看到機械手末端和目標；

S2、在機械說目的貼上一個易識別定位的標簽，此時可以實時檢測標簽與目標中心的位置誤差；

S3、根據誤差作為ADRC的期望跟蹤量，得到各個關節微轉動量，最后實現精準控制到目標位置。