[发明专利]一种控制协作机器人抓取物体的方法、装置及系统

说明书

本申请实施例公开一种控制协作机器人抓取物体的方法、装置及系统，通过将3D双目相机设置在机器人本体上，将单目相机设置于机械臂末端，在遇到待抓取物体前有障碍物时，能够利用机械臂绕开障碍物，在障碍物后侧再次进行单帧数据采集和识别，有效解决了待抓取物体前有障碍物遮挡时，现有协作机器人无法完成抓取的缺点，抓取有障碍物的物体不需要实时控制机械臂移动单目相机完成物体的三维重建，不需要功能强大的处理器，降低系统成本；此外，可在系统工作站通过人工智能的方式已经进行大量数据的采集和训练，因此，在应用单目相机评估深度时不需要很长的时间，显著提高了抓取有障碍物的物体的抓取成功率和抓取效率。

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，尤其涉及一种控制协作机器人抓取物体的方法、装置及系统。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，协作机器人已经广泛应用于工业生产、物流、冶金医疗、及3C产业等领域，用以取代人手进行抓取和搬运等重复性、机械性的工作，能够显著上提高生产效率，此外，协作机器人也能取代人手进行一些复杂、危险性高的工作，在较大程度上保证作业人员的人身安全。

现有的协作机器人通常包括底盘、设置在底盘上的机器人本体，以及与机器人本体连接的机械臂。在一种常见的协作机器人中，3D双目相机设置于机器人本体的头部，在抓取物体时，协作机器人的底盘通过相应的定位系统使其运动到指定工位，3D双目相机开始识别待抓取物体，以识别出待抓取物体在3D双目相机坐标系下物体的姿态和位置。在已知该协作机器人的手眼标定变换矩阵条件下，把待抓取物体的姿态和位置转换到机器人机械臂的基坐标系或工具坐标系下，从而通过机械臂完成对物体的抓取。在另一种常见的协作机器人中，3D双目相机或单目相机设置于协作机器人机械臂的末端，在抓取物体时，协作机器人的底盘通过相应的定位系统使其运动到指定工位，3D双目相机开始识别待抓取物体，以识别出待抓取物体在3D双目相机坐标系下物体的姿态和位置，在已知该协作机器人的手眼标定变换矩阵条件下，把待抓取物体的姿态和位置转换到协作机器人机械臂的基坐标系或工具坐标系下，从而通过机械臂完成对物体的抓取。若采用单目相机完成对物体的抓取，则需要应用三维重建技术完成对待抓取物体的三维重建，在重建的三维模型中识别出待抓取物体的姿态和位置，从而通过机械臂完成对物体的抓取。

然而，协作机器人在实际抓取物体时，经常会出现待抓取物体的前方存在障碍物的情况。在上述情况下，利用现有的第一种协作机器人抓取该物体时，根据3D双目相机识别的结果，机器人主控制器认为此工位上没有待抓取的物体或此工位上有别的物体，导致协作机器人不运行视觉抓取作业；在上述情况下，利用现有的第二种协作机器人抓取该物体时，可通过协作机器人实时控制机械臂移动3D双目相机躲避障碍物，但其躲避障碍物的算法复杂，而且需要强大的计算处理器才能保证实时性；当采用单目相机抓取该物体时，同样需要通过协作机器人实时控制机械臂移动单目相机完成物体的三维重建，其控制机械臂在有障碍物下进行三维重建的控制算法相当复杂，而且在重建的三维模型中识别出待抓取的物体的姿态和位置也很困难，导致在复杂环境下的抓取成功率和抓取效率明显降低。

发明内容

本申请提供了一种控制协作机器人抓取物体的方法、装置及系统，以解决在物体前方存在障碍物的情况下，现有技术无法完成抓取，或者抓取成功率和抓取效率明显降低的问题。

第一方面，本申请首先提供一种控制协作机器人抓取物体的方法，所述方法包括：

获取系统工作站发送的调度指令，以控制协作机器人移动至指定工位；

控制机器人本体上的3D双目相机对待抓取物体进行识别；

判断所述3D双目相机是否识别出所述待抓取物体；

如果所述3D双目相机没有识别出所述待抓取物体，判断所述3D双目相机是否识别出有障碍物；

如果所述3D双目相机识别出有障碍物，控制机械臂运动至所述障碍物的后侧；