[发明专利]一种基于单相机的机器人无序抓取装置及方法

权利要求书

1.一种基于单相机的机器人无序抓取装置，其特征在于：包括工作台(1)、取料框(2)、吸盘(4)、机器人(5)、单相机(6)和放料框(8)；

所述取料框(2)和放料框(8)间隔设置在所述工作台(1)上，所述机器人(5)设置在所述工作台(1)上，并位于所述取料框(2)和放料框(8)之间，所述吸盘(4)设置在所述机器人(5)的末端执行器上；所述工作台(1)上设有支架，所述单相机(6)设置在所述支架上，且所述吸盘(4)、机器人(5)和单相机(6)分别与外部控制柜内的中央处理器电连接；

所述单相机(6)用于获取无序堆叠在所述取料框(2)中的任一目标物体(3)的第一图像信息，还用于获取所述机器人(5)已抓取的所述目标物体(3)的第二图像信息；

所述中央处理器用于根据所述第一图像信息识别该目标物体(3)的抓取点在机器人坐标系内的三维位姿信息，还用于根据所述第二图像信息识别所述目标物体(3)的中心点在机器人坐标系内的三维位姿信息，还用于根据所述中心点和抓取点在机器人坐标系内的三维位姿信息控制机器人(5)运动，同时控制所述吸盘(4)无序抓取所述取料框(2)内的目标物体(3)，并放置到所述放料框(8)中；

所述中央处理器还包括补偿控制单元，具体用于：

根据所述第二图像信息识别所述目标物体的角度信息，并确定所述目标物体的抓取点和中心点在目标物体坐标系内的偏差信息；

根据所述偏差信息对所述抓取点进行偏差补偿，并根据补偿后的抓取点和中心点在所述机器人坐标系内的三维坐标控制机器人(5)运动，同时控制吸盘(4)将所述目标物体(3)放置到放料框(8)中；

所述中央处理器包括抓取点识别单元，具体用于：

根据所述第一图像信息识别目标物体(3)的抓取点，确定所述抓取点在所述第一图像信息内的二维坐标p_g(u,v)；

对所述单相机(6)进行标定，获取单相机参数；

根据所述单相机参数确定所述抓取点的深度信息，并根据所述抓取点的深度信息、抓取点的二维坐标p_g(u,v)和单相机参数确定所述抓取点在单相机坐标系内的三维坐标P_g(x_c,y_c,z_c)；

根据手眼标定算法获取所述单相机坐标系与机器人坐标系之间的变换关系，确定所述抓取点在所述机器人坐标系内的三维坐标P_g(x,y,z)。

2.根据权利要求1所述的基于单相机的机器人无序抓取装置，其特征在于，所述中央处理器还包括中心点识别单元，具体用于采用所述抓取点识别单元，分别获取已抓取的所述目标物体(3)的中心点在所述第二图像信息的二维坐标系、单相机坐标系和机器人坐标系中的坐标p_c(u,v)、P_c(x_c,y_c,z_c)、P_c(x,y,z)。

3.根据权利要求1所述的基于单相机的机器人无序抓取装置，其特征在于，所述补偿控制单元对所述抓取点进行偏差补偿具体包括：在所述目标物体坐标系内，分别沿着x方向和y方向分别进行偏差补偿，并保持z方向不变，机器人(5)根据补偿后的抓取点和中心点在所述机器人坐标系内的三维坐标将所述目标物体(3)准确有序的放置到放料框(8)中。