[發(fā)明專利]一種用于工業(yè)機(jī)器人智能抓取檢測(cè)的相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111438271.1
• 申請(qǐng)日: 2021-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114119773A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳華;熊節(jié);談波;吳昊;韓飛坡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 馬鞍山學(xué)院
• 主分類號(hào): G06T7/80
• 分類號(hào): G06T7/80;G06T7/13;G06T5/00;H04N5/232
• 代理公司: 安徽知問(wèn)律師事務(wù)所 34134
• 代理人: 金貝貝;郭大美

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于工業(yè)機(jī)器人智能抓取檢測(cè)的相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦方法，屬于智能抓取檢測(cè)領(lǐng)域。本發(fā)明在視覺(jué)系統(tǒng)獲取到工件圖像后，得到工件表面清晰度未知的圖像，掛載視覺(jué)系統(tǒng)的機(jī)器人在控制系統(tǒng)作用下不斷移動(dòng)工程中，實(shí)時(shí)計(jì)算圖像參數(shù)值，并與設(shè)定值相比較，實(shí)時(shí)調(diào)整位置，直到滿足要求即達(dá)到自動(dòng)對(duì)焦目的。本發(fā)明基于相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)對(duì)于機(jī)器人自動(dòng)抓取檢測(cè)的精度影響重大的情況，擬提供一種用于工業(yè)機(jī)器人智能抓取檢測(cè)的相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦方法，可以有助于保障抓取系統(tǒng)在移動(dòng)過(guò)程中獲取清晰的工件表面圖像，提高工件識(shí)別的定位精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于機(jī)器視覺(jué)的工業(yè)機(jī)器人智能抓取檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種用于工業(yè)機(jī)器人智能抓取檢測(cè)的相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦方法。

背景技術(shù)

工業(yè)機(jī)器人工件抓取檢測(cè)系統(tǒng)主要是基于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的智能抓取機(jī)器人，在工業(yè)機(jī)器人中聯(lián)合機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)圖像采集系統(tǒng)獲取工件的圖像，進(jìn)而對(duì)圖像進(jìn)行算法處理，得到工件的相對(duì)位置，并將其位置通過(guò)通訊設(shè)備傳輸給計(jì)算機(jī)，最后控制機(jī)器人完成工件的抓取。

目前國(guó)內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化程度在不斷的提高，基于機(jī)器視覺(jué)的工業(yè)機(jī)器人智能抓取檢測(cè)系統(tǒng)已是工業(yè)裝配生產(chǎn)線上的重要組成，機(jī)器人取代人工是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)，基于機(jī)器視覺(jué)的工業(yè)機(jī)器人智能抓取檢測(cè)系統(tǒng)在某些場(chǎng)合能夠完全代替人工進(jìn)行工作，并且能夠高準(zhǔn)確率、高效率的保持7*24小時(shí)工作，為制造企業(yè)解決招工難、員工流失大等一系列問(wèn)題，能夠契合當(dāng)下制造業(yè)市場(chǎng)的需求。在基于機(jī)器視覺(jué)的工業(yè)機(jī)器人智能抓取檢測(cè)系統(tǒng)中，工業(yè)機(jī)器人掛載的視覺(jué)系統(tǒng)是工件識(shí)別定位的關(guān)鍵部分，而相機(jī)的自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)能夠確保抓取系統(tǒng)在移動(dòng)過(guò)程中實(shí)時(shí)的獲取到清晰的工件表面圖像，直接決定了抓取檢測(cè)系統(tǒng)中工件識(shí)別的定位精度。

經(jīng)檢索，申請(qǐng)?zhí)枮?019113493635的申請(qǐng)案公開(kāi)了基于3D視覺(jué)的智能機(jī)器人抓取方法，包括：1，完成智能抓取系統(tǒng)的手眼標(biāo)定；2，完成基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的抓取規(guī)劃模型的訓(xùn)練；3，完成智能智能機(jī)器人在真實(shí)環(huán)境下的抓取。該案能在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下完成3D物體識(shí)別定位、自主無(wú)碰撞路徑規(guī)劃等工作，在工業(yè)機(jī)器人的拾取、分揀、碼垛、裝配等工作環(huán)境下都有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。

申請(qǐng)?zhí)枮?019104053119的申請(qǐng)案公開(kāi)了一種基于深度學(xué)習(xí)的機(jī)械臂自主抓取方法，包括：1、利用視覺(jué)相機(jī)捕獲一幀圖像；2、識(shí)別與檢測(cè)機(jī)械臂操作臺(tái)上所有的未知物體；3、根據(jù)識(shí)別與檢測(cè)結(jié)果隨機(jī)地選擇機(jī)械臂的抓取目標(biāo)；4、檢測(cè)用戶所選的抓取目標(biāo)，并獲得抓取目標(biāo)的圖像特征；5、獲得圖像特征對(duì)應(yīng)的深度值；6、將圖像特征從2維的圖像坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)化為3維世界坐標(biāo)系下，獲得最優(yōu)抓取位置；7、獲得場(chǎng)景的表面法向量；8、根據(jù)法向量估計(jì)結(jié)果得到抓取目標(biāo)對(duì)應(yīng)圖像特征的法向量，獲得機(jī)械臂的最優(yōu)抓取姿態(tài)；9、控制機(jī)械臂完成自主抓取任務(wù)。以上申請(qǐng)案均涉及機(jī)器人的抓取檢測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)，但對(duì)于上述提到的抓取中相機(jī)的自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)并沒(méi)有過(guò)多關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的目的在于，基于相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)對(duì)于機(jī)器人自動(dòng)抓取檢測(cè)的精度影響重大的情況，擬提供一種用于工業(yè)機(jī)器人智能抓取檢測(cè)的相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦方法，可以有助于保障抓取系統(tǒng)在移動(dòng)過(guò)程中獲取清晰的工件表面圖像，提高工件識(shí)別的定位精度。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種用于工業(yè)機(jī)器人智能抓取檢測(cè)的相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦方法，在視覺(jué)系統(tǒng)獲取到工件圖像后，得到工件表面清晰度未知的圖像，掛載視覺(jué)系統(tǒng)的機(jī)器人在控制系統(tǒng)作用下不斷移動(dòng)工程中，實(shí)時(shí)計(jì)算圖像參數(shù)值，并與設(shè)定值相比較，實(shí)時(shí)調(diào)整位置，直到滿足要求即達(dá)到自動(dòng)對(duì)焦目的。

更進(jìn)一步地，具體包括以下步驟：

S1、通過(guò)預(yù)先設(shè)定路徑規(guī)劃使機(jī)器人掛載視覺(jué)系統(tǒng)的位置處于待識(shí)別工件一定高度的水平上方；