[发明专利]多机械臂装置及其控制方法

权利要求书

1.一种多机械臂装置，包括多个机械臂，图像捕捉单元，控制单元，所述多个机械臂用于抓取和分拣沿传送带移动的物体，所述图像捕捉单元用于拍摄传送带上的物体的图像，得到物体的彩色和深度图像信息，所述控制单元被配置为包括任务产生模块、任务分配模块、用于任务分配调度的任务列表、机械臂列表以及防碰撞控制模块；其中所述机械臂包括机械臂执行模块和机械臂本体，

所述任务产生模块用于

转换所述彩色和深度图像信息，得到点云信息；

聚类所述点云信息，以识别出要被抓取的物体及抓取位置；

对聚类后的点云信息进行平面拟合，得到物体的平面法向量；

根据平面法向量计算出机械臂抓取的末端姿态；

产生物体的抓取位姿，所述抓取位姿包括拍摄图像时间戳、传送带速度、抓取位置的空间坐标和末端姿态；

以及添加所述抓取位姿到所述任务列表，作为待分配任务，

所述任务分配模块访问防碰撞控制模块中的防碰撞关联表和机械臂状态表，以确定是否将任务分配给机械臂列表中的某一机械臂；所述防碰撞关联表记录与所述机械臂有可能发生碰撞的其他机械臂，所述机械臂状态表记录所有机械臂的当前状态，

所述任务分配模块用于

从所述任务列表中选择待分配任务；

确定所述待分配任务是否位于所述机械臂列表中第一个机械臂的抓取范围内；

如所述待分配任务位于所述抓取范围内，判断所述抓取位置是否位于所述机械臂与其他机械臂重叠的抓取范围内；

如抓取位置不在重叠的抓取范围内，则无碰撞，将所述待分配任务分配给所述机械臂执行模块并从所述机械臂列表删除所述机械臂；

如抓取位置在重叠的抓取范围内，则通过查询所述其他机械臂的状态判断是否存在至少一个所述其他机械臂正在该重叠的抓取范围内工作，如是则有碰撞，选择机械臂列表中的下一个机械臂，确定其与其他机械臂是否有碰撞；以及

根据所述物体的抓取位姿产生用于所述机械臂执行的轨迹文件，

所述机械臂执行模块用于执行所述轨迹文件，使得所述机械臂抓取物体，具体为：接收轨迹文件，轨迹文件指示机械臂本体的移动路径、抓取姿态；指示机械臂本体执行轨迹文件，如果执行无异常，则在任务完成后将该机械臂的空闲状态上报到机械臂列表；如果执行有异常，则将机械臂本体重新初始化，并把更新后的状态发送到机械臂列表，

所述机械臂在其工作状态发生变化时，将其状态更新到防碰撞控制模块的机械臂状态表，所述机械臂的工作状态包括机械臂ID、抓取位置、抓取位置所处区域、当前状态。

2.如权利要求1所述的装置，所述任务分配模块还用于

至少部分地基于当前时间和所述待分配任务的抓取位姿确定所述待分配任务是否在机械臂的抓取范围内。

3.如权利要求1所述的装置，所述任务分配模块还用于：在所述待分配任务被分配给所述机械臂之后，根据所述物体的抓取位姿计算所述机械臂的逆运动学和无碰撞轨迹；并且输出相应的轨迹文件到所述机械臂。

4.如权利要求1所述的装置，多个机械臂执行模块还用于记录每个机械臂的工作状态，当机械臂处于初始化状态时，将所述机械臂作为空闲的机械臂上报到所述机械臂列表。

5.如权利要求1所述的装置，所述任务分配模块还用于：

如确定所述待分配任务不在当前机械臂的抓取范围内或者在遍历完所述机械臂列表后，丢弃所述待分配任务。

6.一种分拣系统，包括多个如权利要求1至5中任一项所述的多机械臂装置，多个所述多机械臂装置沿分拣流水线布置。