[发明专利]一种机械臂物品抓取规划原理及基于ROS的实现方法

权利要求书

1.一种基于ROS实现的机械臂物品抓取规划方法，其特征在于，以Kinova Jaco2机械臂模型为基础，利用了ROS中的Moveit机械臂规划平台以及TF坐标变换功能，生成了数量可人为设置的采样点，通过TF的齐次变换运算得出前向预抓取位姿与抓取方向以及上方预抓取位姿与抓取方向，并能够进行相应的抓取规划操作，操作过程中利用TF功能的Transform类，通过齐次变换的运算得出前向预抓取位姿与抓取方向以及上方预抓取位姿与抓取方向，包括以下步骤：

步骤1：明确3个直角坐标系，即机械臂基座坐标系root，原点记作Or，末端执行器坐标系end_effector，

原点记作Oe，以及物品坐标系object，原点记作Oo点；

步骤2：在object系的XY平面生成以该系原点为圆心的圆环状分布的均匀采样点，圆环半径与物品尺寸有关；

步骤3：并在任一采样点P上生成一个以P为原点新的坐标系，且z轴指向Oo点，y轴与Zo平行；

步骤4：找到与Or点距离最近的一个采样点记作Op点，如步骤3所述，建立Op坐标系，此为末端执行器的前向预抓取位姿，抓取方向为Zp轴，同理选取其他采样点以步骤2建立出预抓取位姿，进行Xo-Oo-Yo平面内的其他方向的抓取操作；

步骤5：确定机械臂从上方抓取物品的预抓取的位姿坐标系，将步骤4中的Op系绕着Xp中旋转90度，并将原点Op移至Zo轴，到Oo的距离与物品尺寸有关，从而形成新的坐标系，作为上方抓取操作中的预抓取位姿；

步骤6：Oe系需要与Op系重合，即末端执行器要规划至预抓取位姿，然后沿着Ze方向抓取；

步骤7：抓取后Oe系沿着Or系的Zr方向平动至后抓取位姿；

步骤8：末端执行器Oe系归位至指定位置，完成抓取流程。

2.如权利要求1所述的一种基于ROS实现的机械臂物品抓取规划方法，其特征在于：步骤2在物品坐标系Oo系的Xo-Oo-Yo平面生成圆环分布的均匀采样点，且采样点的所在圆环的半径与物品尺寸有关。

3.如权利要求1所述的一种基于ROS实现的机械臂物品抓取规划方法，其特征在于：步骤4以最近距离的原则找出前向抓取的方向，并生成末端执行器的预抓取位姿，与物品尺寸有关。

4.如权利要求1所述的一种基于ROS实现的机械臂物品抓取规划方法，其特征在于：步骤5在步骤4的基础上定义了从上方进行抓取的末端执行器位姿，与物品尺寸有关。