[发明专利]装载3D探测单元的运动装置及其物料抓取方法

说明书

本发明涉及一种装载3D探测单元的运动装置及其物料抓取方法，通过选取一特定工况，采集并计算抓取位姿、拍照位姿、眼物位姿及其对应的位姿矩阵，获得3D探测单元与末端执行单元的手眼位姿，进而在实际抓取中采集新的拍照位姿及眼物位姿，经控制单元计算获取物料的完整的3D信息，从中获得其准确的抓取位姿，使机械臂单元在3D探测单元的引导下，移动至抓取位姿处使末端执行单元抓取物料，提高了机械臂单元对物料的定位精度和可靠性。

技术领域

本发明涉及机器视觉领域，尤其涉及一种装载3D探测单元的运动装置及其物料抓取方法。

背景技术

在现代自动化生产过程中，随着工业机器人的发展，人们将机器视觉系统广泛地用于物料运输、工况监视、成品检验和质量控制等领域。机器视觉的目的是给机器人提供操作物体的信息，机器视觉的研究包括：物体识别，在图像中检测到物体；位姿估计，计算出物体在相机坐标系下的位置和姿态；相机标定，确定相机相对于机器人的位置和姿态。这样，才可以将物体位姿转换成机器人位姿。

在机器人系统中，相机的安装方式可以分为两大类：一类为相机安装在机械臂之外，与机器人的基座(世界坐标系)相对固定，不随着机械臂的运动而运动；另一类为相机安装在机械臂上，随着机械臂的运动而运动。

现有技术中使用视觉传感器对物体进行测量，从而获得位姿信息。视觉传感器安装在机械臂末端，随其一起运动，其使用范围更广泛，适用于更多的工作场合。由于技术局限性，机械臂末端极难进行匀速运动且误差远大于工件台，普通的视觉传感器得出的结果精度不高，且现有自动搬运机械的算法无法获得完整的3D信息，不利于机器人的精确抓取，影响其定位精度和可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种装载3D探测单元的运动装置及其物料抓取方法，能够获得完整的3D信息，从而提高机械臂对物料的定位精度和可靠性。

为了达到上述目的，本发明提供了一种装载3D探测单元的运动装置，包括机械臂单元、末端执行单元、控制单元及3D探测单元，所述末端执行单元设置于所述机械臂单元的末端，所述3D探测单元设置于所述末端执行单元上以获取一物料的3D信息，所述控制单元根据所述物料的3D信息引导所述机械臂单元运动至所述物料的位置，并使所述末端执行单元抓取所述物料。

可选的，所述3D探测单元包括点阵式相机。

可选的，所述机械臂单元的末端设置有法兰，以使所述机械臂单元与所述末端执行单元通过所述法兰连接。

可选的，所述机械臂单元包括n自由度的机械臂，其中n大于等于3。

本发明还提供了一种物料抓取方法，包括如下步骤：

S1：在一特定工况下采集机械臂单元与物料的抓取位姿P_bo、所述机械臂单元与末端执行单元的拍照位姿P_bt及3D探测单元与物料的眼物位姿P_co，并根据所述抓取位姿P_bo、拍照位姿P_bt及眼物位姿P_co得到所述3D探测单元与所述末端执行单元的手眼位姿P_tc，并执行步骤S2；

S2：实际抓取时，获取所述拍照位姿P_bt、眼物位姿P_co，并根据所述手眼位姿P_tc得到所述抓取位姿P_bo，并执行步骤S3；

S3：控制单元根据所述抓取位姿P_bo引导所述机械臂单元移动至所述物料的位置，并使所述末端执行单元抓取所述物料，并执行步骤S2。

可选的，在步骤S3中，当所述3D探测单元和/或所述末端执行单元的安装位置改变时，执行步骤S1。