[发明专利]机器人系统的控制设备和方法

权利要求书

1.一种机器人系统的控制设备，包括吸盘端执行器，所述控制设备能够连接至结构点云生成器，所述结构点云生成器用于生成至少一个存储工具的结构点云，所述至少一个存储工具用于存储至少一个物品，所述机器人系统用于从所述至少一个存储工具抓取至少一个物品，所述控制设备包括：

表面计算工具，用于计算所述结构点云的法向和所述结构点云的主曲率；以及

抓取点计算工具，用于基于所述结构点云、计算出的所述结构点云的法向、计算出的所述结构点云的主曲率和所述存储工具下表面的法向，计算抓取点，供所述机器人系统的所述吸盘端执行器从所述至少一个存储工具抓取至少一个物品；

其特征在于，所述控制设备设置为在不使用所述物品的预定的代表模型的情况下来计算所述抓取点。

2.根据权利要求1所述的控制设备，所述控制设备还包括：

分割工具，用于基于所述结构点云生成片段；

其中，所述抓取点计算工具还能够基于生成的片段计算所述抓取点，供所述机器人系统的所述吸盘端执行器从所述至少一个存储工具抓取至少一个物品。

3.根据前述任意一项权利要求所述的控制设备，其特征在于，所述表面计算工具还用于计算平滑的结构点云；

其中，所述抓取点计算工具还能够基于计算出的平滑的结构点云，计算所述抓取点，供所述机器人系统的所述吸盘端执行器从所述至少一个存储工具抓取至少一个物品。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的控制设备，其特征在于，当所述抓取点计算工具不能计算抓取点时，所述控制设备用于生成所述至少一个存储工具为空的指示和/或使所述抓取点计算工具不考虑至少一个片段，重新计算抓取点。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的控制设备，其特征在于，所述抓取点计算工具包括：

半径选择工具，用于选择半径大于所述吸盘端执行器半径的片段；

候选计算工具，用于基于所选择半径的片段、所述计算出的所述结构点云的法向、所述计算出的平滑的结构点云和所述计算出的所述结构点云的主曲率，计算候选抓取点；

尺寸和高度选择工具，用于基于所选片段的尺寸和所述所选片段距所述存储工具下表面的距离，选择计算出的候选抓取点的片段；

排序工具，用于基于所述计算出的所述结构点云的主曲率，根据候选抓取点的邻域平坦度，排序所选择尺寸和高度的片段，还能够为所述机器人系统选择抓取点。

6.根据权利要求5所述的控制设备，其特征在于，所述半径选择工具包括：形心寻找工具，用于定位每个片段中的形心；

距离计算工具，用于计算每个片段中片段形心与所述片段边界上距所述形心最远的点之间的距离；以及

距离阈值化工具，用于确定计算出的距离是否大于所述吸盘端执行器的半径。

7.根据权利要求5所述的控制设备，其特征在于，所述候选计算工具包括：

阈值计算工具，用于按所有所述所选片段的所有主曲率范数的预定百分位数计算主曲率阈值；选择工具，用于基于是否有下列各项中至少一项来选择候选抓取点：

候选抓取点到其片段边界的距离大于预定阈值，

所述候选抓取点的主曲率范数小于所述阈值计算工具计算出的阈值，

所述候选抓取点的法向和所述至少一个存储工具下表面的法向之间的角小于预定阈值，以及

所述候选抓取点到其片段的形心的距离小于预定阈值；

大片段丢弃工具，用于计算在表面上测量的所选候选抓取点的每个片段的形心到其边界点之间的距离的最小值，用于基于计算出的距离生成平均距离，还用于选择计算出的距离小于计算出的平均值乘以预定值的片段；以及

倾斜表面区域检测工具，用于计算所选候选抓取点的法向和所述至少一个存储工具的所述下表面的法向之间的角，基于计算出的角生成角阈值，还用于选择计算出的角小于计算出的角阈值的片段。