[發(fā)明專(zhuān)利]一種機(jī)器人3D手眼標(biāo)定方法、系統(tǒng)、裝置及介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110588375.4
• 申請(qǐng)日: 2021-05-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113400301B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王耿;權(quán)萬(wàn)龍;王城;范興剛;陳和平;席寧
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市智能機(jī)器人研究院
• 主分類(lèi)號(hào): B25J9/16
• 分類(lèi)號(hào): B25J9/16;B25J13/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 鄭宏謀

本發(fā)明公開(kāi)了一種機(jī)器人3D手眼標(biāo)定方法、系統(tǒng)、裝置及介質(zhì)，其中方法包括以下步驟：3D設(shè)備采集標(biāo)定場(chǎng)景的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；從所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)中獲取標(biāo)定物的點(diǎn)云；將獲得的標(biāo)定物的點(diǎn)云，與所述標(biāo)定物的預(yù)設(shè)點(diǎn)云進(jìn)行匹配，獲得標(biāo)定物在3D設(shè)備中的位姿；根據(jù)獲得的位姿實(shí)現(xiàn)手眼標(biāo)定；其中，所述標(biāo)定物固定在機(jī)器人的機(jī)械臂的末端。本發(fā)明通過(guò)從標(biāo)定場(chǎng)景的點(diǎn)云數(shù)據(jù)中分割出標(biāo)定物的點(diǎn)云，對(duì)分割獲得的標(biāo)定物的點(diǎn)云與預(yù)設(shè)點(diǎn)云進(jìn)行匹配，獲得標(biāo)定物在3D設(shè)備中的位姿，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的手眼標(biāo)定，提高了手眼標(biāo)定的效率，可廣泛應(yīng)用于智能機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)器人3D手眼標(biāo)定方法、系統(tǒng)、裝置及介質(zhì)。

背景技術(shù)

機(jī)器人已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)不同的領(lǐng)域，包括醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、城市管理等。在面對(duì)不同的應(yīng)用環(huán)境，機(jī)器人自身對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，工作效率等提出了更高的要求，將機(jī)器視覺(jué)和機(jī)器相互結(jié)合將極大的提升機(jī)器人工作屬性。機(jī)器人借助機(jī)器視覺(jué)進(jìn)行工作的前提通常需要首先完成手眼標(biāo)定，即建立機(jī)器人與機(jī)器視覺(jué)設(shè)備之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。

目前手眼標(biāo)定大多還是基于2D機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人2D手眼標(biāo)定，但是2D的手眼標(biāo)定完成后，機(jī)器人僅能對(duì)特定平面上的工件進(jìn)行操作；當(dāng)工件離開(kāi)特定平面后，就無(wú)法完成抓取任務(wù)，故需要進(jìn)行3D的手眼標(biāo)定。另外對(duì)于“眼在手外”的工作情景，3D設(shè)備距離工作區(qū)域較遠(yuǎn)，為了提高機(jī)器人基于3D視覺(jué)的工作精度，就需要采用更高精度的3D相機(jī)，但這會(huì)使得手眼標(biāo)定的耗時(shí)增加，影響了手眼標(biāo)定的的效率。其中，“眼”指視覺(jué)設(shè)備，“手”指機(jī)器人的末端。

發(fā)明內(nèi)容

為至少一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一，本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)器人3D手眼標(biāo)定方法、系統(tǒng)、裝置及介質(zhì)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種機(jī)器人3D手眼標(biāo)定方法，包括以下步驟：

3D設(shè)備采集標(biāo)定場(chǎng)景的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

從所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)中獲取標(biāo)定物的點(diǎn)云；

將獲得的標(biāo)定物的點(diǎn)云，與所述標(biāo)定物的預(yù)設(shè)點(diǎn)云進(jìn)行匹配，獲得標(biāo)定物在3D設(shè)備中的位姿；

根據(jù)獲得的位姿實(shí)現(xiàn)手眼標(biāo)定；

其中，所述標(biāo)定物固定在機(jī)器人的機(jī)械臂的末端。

進(jìn)一步，所述預(yù)設(shè)點(diǎn)云通過(guò)以下方式獲得：

獲取標(biāo)定物的尺寸信息；

根據(jù)尺寸信息獲取標(biāo)定物的模型圖；

對(duì)所述模型圖進(jìn)行點(diǎn)云化處理，獲得預(yù)設(shè)點(diǎn)云。

進(jìn)一步，所述從所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)中獲取標(biāo)定物的點(diǎn)云，包括：

利用高斯濾波對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪；

采用體素網(wǎng)格濾波方法對(duì)去噪后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行下采樣；

采用歐式距離實(shí)現(xiàn)的聚類(lèi)算法從經(jīng)過(guò)下采樣的點(diǎn)云數(shù)據(jù)中，獲取標(biāo)定物的點(diǎn)云。

進(jìn)一步，所述將獲得的標(biāo)定物的點(diǎn)云，與所述標(biāo)定物的預(yù)設(shè)點(diǎn)云進(jìn)行匹配，獲得標(biāo)定物在3D設(shè)備中的位姿，包括：

采用ICP算法對(duì)將獲得的標(biāo)定物的點(diǎn)云，與所述標(biāo)定物的預(yù)設(shè)點(diǎn)云進(jìn)行匹配，獲得標(biāo)定物在3D設(shè)備中的位姿^sensorH_obj。

進(jìn)一步，所述機(jī)器人3D手眼標(biāo)定方法還包括：

在機(jī)器人手眼標(biāo)定的過(guò)程中，采用機(jī)器人編程和TCP通訊進(jìn)行控制；

通過(guò)機(jī)器人編程控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到指定的位姿，并通過(guò)TCP通訊發(fā)送信息，以使3D設(shè)備采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)。