[發明專利]對象抓取方法及裝置

在審

• 申請號: 202110167129.1
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112802106A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 段文杰;丁有爽;邵天蘭
• 申請（專利權）人: 梅卡曼德（北京）機器人科技有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T1/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所(普通合伙) 11276
• 代理人: 劉蘭蘭

1.一種對象抓取方法，包括：

針對與三維物品區域相對應的點云進行聚類處理，得到多個與物品對象相對應的點云簇；

根據各個點云簇所對應的物品對象的位姿關鍵點的深度值對各個點云簇所對應的物品對象進行分層處理，得到多個從頂層至底層依次排列的點云分層；

按照從頂層至底層依次抓取的順序，設置各個點云簇所對應的物品對象的抓取順序；其中，當同一點云分層中包含的物品對象為多個時，根據各個物品對象的尺寸大小設置同一點云分層內的多個物品對象的抓取順序。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述根據各個物品對象的尺寸大小設置同一點云分層內的多個物品對象的抓取順序包括：

獲取同一點云分層中包含的各個物品對象的暴露表面積和/或體積，將各個物品對象的暴露表面積和/或體積進行比較；

根據比較結果將各個物品對象按照暴露表面積和/或體積從大到小的順序進行排序，按照排序結果設置多個物品對象的抓取順序。

3.根據權利要求1-2任一所述的方法，其中，所述根據各個點云簇所對應的物品對象的位姿關鍵點的深度值對各個點云簇所對應的物品對象進行分層處理包括：

將各個點云簇所對應的物品對象按照深度值進行有序排列，按照分層閾值將排序后的各個點云簇劃分為多個點云分層；

其中，若兩個點云簇的深度值之差小于所述分層閾值，則該兩個點云簇屬于同一個點云分層；若兩個點云簇的深度值之差不小于所述分層閾值，則該兩個點云簇屬于不同的點云分層。

4.根據權利要求1-3任一所述的方法，其中，所述各個點云簇所對應的物品對象的位姿關鍵點通過以下方式確定：

獲取點云簇中包含的各個數據點的三維位置坐標，根據各個數據點的三維位置坐標所對應的預設運算結果，確定點云簇所對應的物品對象的位姿關鍵點的位置信息；

通過主成分分析法對所述點云簇中包含的各個數據點進行分析處理，根據分析結果確定位姿關鍵點的位置信息的三維狀態信息。

5.根據權利要求1-4任一所述的方法，所述根據各個點云簇所對應的物品對象的位姿關鍵點的深度值對各個點云簇所對應的物品對象進行分層處理，得到多個從頂層至底層依次排列的點云分層包括：

根據各個點云簇所對應的物品對象的位姿關鍵點的深度值，將各個點云簇所對應的物品對象的位姿關鍵點按照與攝像頭或物品承載面之間的距離遠近進行排序，并根據排序結果得到多個從頂層至底層依次排列的點云分層；其中，所述深度值為物品對象對應于深度坐標軸的坐標值，其中，所述深度坐標軸根據相機拍照方向、重力方向或物品承載面的垂直線所在的方向設定；

其中，距離攝像頭最近的點云分層位于最頂層；距離攝像頭最遠的點云分層位于最底層；或者，距離物品承載面最遠的點云分層位于最頂層，距離物品承載面最近的點云分層位于最頂層。

6.根據權利要求1-5任一所述的方法，其中，所述設置各個點云簇所對應的物品對象的抓取順序之后，進一步包括：

獲取相機坐標系與機器人坐標系之間的轉換關系；

根據所述轉換關系，將對應于相機坐標系的各個物品對象的位姿關鍵點轉換到機器人坐標系中，向機器人輸出轉換后的各個物品對象的位姿關鍵點，以供機器人執行抓取操作。

7.根據權利要求1-6任一所述的方法，其中，所述三維物品區域中包括多個沿預設深度方向堆疊的可抓取對象；其中，所述可抓取對象包括：紙箱、紙盒、信封、塑料軟包、藥妝品、和/或玩具。

8.一種對象抓取裝置，包括：

聚類模塊，適于針對與三維物品區域相對應的點云進行聚類處理，得到多個與物品對象相對應的點云簇；

分層模塊，適于根據各個點云簇所對應的物品對象的位姿關鍵點的深度值對各個點云簇所對應的物品對象進行分層處理，得到多個從頂層至底層依次排列的點云分層；

抓取模塊，適于按照從頂層至底層依次抓取的順序，設置各個點云簇所對應的物品對象的抓取順序；其中，當同一點云分層中包含的物品對象為多個時，根據各個物品對象的尺寸大小設置同一點云分層內的多個物品對象的抓取順序。