[發(fā)明專利]一種基于相機(jī)測(cè)量的多模型工件無(wú)序抓取方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110688843.5
• 申請(qǐng)日: 2021-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113246140B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈軍營(yíng);楊海波;王佳林;盧鑫;徐宏鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)風(fēng)馳軟件股份有限公司
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16;G06K9/62;G06T3/00;G06T7/50;G06T7/73
• 代理公司: 北京華專卓海知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11664
• 代理人: 李巨智

1.一種基于相機(jī)測(cè)量的多模型工件無(wú)序抓取方法，其特征在于，包括：

S101：對(duì)待抓取工件進(jìn)行完整建模和/或部分建模，得到所述待抓取工件的完整模型和/或部分模型；

S102：獲取所述待抓取工件所在區(qū)域的測(cè)量圖像，得到世界坐標(biāo)系下的第一點(diǎn)云，通過(guò)手眼標(biāo)定將所述第一點(diǎn)云轉(zhuǎn)化到機(jī)械臂基坐標(biāo)系，并將機(jī)械臂基坐標(biāo)系下的點(diǎn)云進(jìn)行自切割預(yù)處理，得到第二點(diǎn)云；

S103：將所述待抓取工件的完整模型和/或部分模型與所述第二點(diǎn)云進(jìn)行匹配，得到匹配結(jié)果；

S104：從所述匹配結(jié)果中確定目標(biāo)工件，獲取所述目標(biāo)工件的位姿，并根據(jù)所述目標(biāo)工件的位姿得到抓取工具的抓取位姿；

S105：將所述抓取位姿進(jìn)行逆變換，以所述逆變換后的位姿對(duì)所述第二點(diǎn)云進(jìn)行仿射變換，將所述第二點(diǎn)云由機(jī)械臂基坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到抓取工具坐標(biāo)系；

S106：在所述抓取工具坐標(biāo)系中構(gòu)建所述抓取工具的包圍盒模型，設(shè)置閾值，當(dāng)所述包圍盒模型中點(diǎn)的數(shù)量不超過(guò)所述閾值時(shí)，對(duì)目標(biāo)工件執(zhí)行抓??；

所述對(duì)待抓取工件進(jìn)行完整建模和/或部分建模，包括：

通過(guò)測(cè)量工具逐個(gè)對(duì)所述待抓取工件在平面上放置的穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量；

當(dāng)所述待抓取工件俯視測(cè)量時(shí)呈現(xiàn)的特征占其表面全部特征的比例均小于最小匹配比例，則僅對(duì)所述待抓取工件俯視測(cè)量時(shí)呈現(xiàn)的特征進(jìn)行部分建模；

當(dāng)所述待抓取工件俯視測(cè)量時(shí)呈現(xiàn)的特征占其表面全部特征的比例均大于最小匹配比例，則僅對(duì)所述待抓取工件進(jìn)行完整建模；

當(dāng)所述待抓取工件俯視測(cè)量時(shí)呈現(xiàn)的特征占其表面全部特征的比例中既有小于最小匹配比例的比例，又有不小于最小匹配比例的比例時(shí)，對(duì)所述待抓取工件進(jìn)行完整建模，以及對(duì)小于最小匹配比例的比例對(duì)應(yīng)的特征進(jìn)行部分建模。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述自切割預(yù)處理，包括：

識(shí)別出所述機(jī)械臂基坐標(biāo)系下的點(diǎn)云中的Z軸最小值，以所述Z軸最小值向Z軸正方向累加預(yù)設(shè)值，得到區(qū)間最大值；以所述Z軸最小值與所述區(qū)間最大值作為切割區(qū)間的最小值和最大值，構(gòu)建切割區(qū)間；

所述機(jī)械臂基坐標(biāo)系下Z軸坐標(biāo)在所述切割區(qū)間內(nèi)的點(diǎn)進(jìn)行清除，將剩余的點(diǎn)云作為第二點(diǎn)云。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述待抓取工件的完整模型和/或部分模型與所述第二點(diǎn)云進(jìn)行匹配，包括：

S201：當(dāng)存在所述待抓取工件的完整模型時(shí)，將所述完整模型與所述第二點(diǎn)云進(jìn)行匹配，直至遍歷全部待抓取工件的完整模型，執(zhí)行S202；

S202：判斷是否匹配出一個(gè)或多個(gè)工件，如果是，則將匹配出的工件作為匹配結(jié)果；否則，執(zhí)行S203；

S203：判斷是否存在所述待抓取工件的部分模型，如果不存在，則未匹配出工件，抓取結(jié)束；如果存在，則將所述部分模型與所述第二點(diǎn)云進(jìn)行匹配，直至遍歷全部待抓取工件的全部部分模型，執(zhí)行S204；

S204：判斷是否匹配出一個(gè)或多個(gè)工件，如果是，則將匹配出的工件作為匹配結(jié)果；否則，未匹配出工件，抓取結(jié)束。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述匹配結(jié)果中包括多個(gè)工件時(shí)，計(jì)算每個(gè)工件的匹配分?jǐn)?shù)，按照所述匹配分?jǐn)?shù)由高到低對(duì)各個(gè)工件進(jìn)行排序，將所述匹配分?jǐn)?shù)最高的工件作為目標(biāo)工件；

所述匹配分?jǐn)?shù)為：

S=k₁S₁+k₂S₂+k₃S₃....+ k_nS_n；

其中，S為匹配分?jǐn)?shù)；S_n為指標(biāo)值；k_n為權(quán)重值，k₁+ k₂+ k₃+....+k_n=1；n為指標(biāo)個(gè)數(shù)。