[發明專利]基于視覺的移動機器人夾取工具的方法及系統

有效

• 申請號: 202111161341.3
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113771042B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 夏子濤;郭震
• 申請（專利權）人: 杭州景吾智能科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J19/02
• 代理公司: 上海鍛創知識產權代理有限公司 31448
• 代理人: 陳少凌

1.一種基于視覺的移動機器人夾取工具的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟S1：工具定位標定；

步驟S2：工具定位夾取；工具夾上設置有四個工具，工具夾上部設置有一塊平板，平板兩端各設置有定位碼；

所述步驟S1包括如下步驟：

步驟S1.1：拍照位下定位碼坐標系構建和換算；

步驟S1.2：工具夾取位姿示教；

步驟S1.3：定位碼坐標系下工具夾取位姿計算；

所述步驟S1.1包括如下步驟：

步驟S1.1.1：放置好外部工具夾，將機器人移動到指定位置，調整機器人的姿態，工具夾在RGBD相機下完整成像，記錄此時的機器人末端在機器人坐標系下的位姿矩陣M_S；

步驟S1.1.2：采集工具夾的RGBD圖像，分別計算兩個定位碼的中心點坐標，并計算二維碼所在平面的方程，構建兩個定位碼組成的坐標系，以右側定位碼的中心位原點，指向左側定位碼的中心為X軸，所在平面的法向量指向下方為Z軸，根據右手坐標系確定Y軸；

步驟S1.1.3：計算此時定位碼坐標系在相機坐標系下的位姿矩陣，記為M_L2Cam；相機到機器人末端的標定矩陣，M_Cam2End；計算定位碼坐標系在機器人坐標系下的位姿矩陣，記為M_L：

M_L＝M_S*M_Cam2End*M_L2Cam；

所述步驟S1.2包括如下步驟：

步驟S1.2.1：保持機器人底盤不移動，進行工具夾取動作的示教，即移動機械臂到工具夾取的位姿，記錄下該狀態下的機械臂末端的位姿轉換矩陣，記為M_claming；

步驟S1.2.2：有多個工具夾持位姿，第n個夾持位姿記錄為M_claming(n)；

所述步驟S1.3包括如下步驟：

步驟S1.3.1：由于工具上的定位碼位置和工具夾持的位姿是相對固定的，記第n個夾持位姿相對于定位坐標系的變換矩陣為M_claming2L，等式如下：

M_claming(n)＝M_L*M_claming2L(n)；

步驟S1.3.2：根據如上公式，求解每一個夾持位姿相對與定位碼坐標系的變換系M_claming2L(n)：

2.根據權利要求1所述的基于視覺的移動機器人夾取工具的方法，其特征在于，所述步驟S2包括如下步驟：

步驟S2.1：實時定位準備工作；

步驟S2.2：實時工具夾取位姿計算和執行。

3.根據權利要求2所述的基于視覺的移動機器人夾取工具的方法，其特征在于，所述步驟S2.1包括如下步驟：

步驟S2.1.1：實時夾取工具時，移動機器人首先運動到機器人附近，將機器人末端運行到之前的位姿矩陣M_S；

步驟S2.1.2：判斷相機采集的圖像中兩個定位碼是否成像完整，如果不完整，微調機械臂，直到兩個定位碼在圖像中成像完整，記錄此時的機器人末端在機器人坐標系下的位姿矩陣M_s'；

步驟S2.1.3：計算此時定位碼坐標系在相機坐標系下的位姿矩陣，記為M'_L2Cam；

步驟S2.1.4：計算定位碼坐標系在機器人坐標系下的位姿矩陣,記為M'_L：

M'_L＝M_s'*M_Cam2End*M'_L2Cam。