[发明专利]一种应用于机器人抓取场景的一拍多抓方法

权利要求书

1.一种应用于机器人抓取场景的一拍多抓方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取料框区域的点云数据；

S2：根据点云数据对料框区域的工件进行三维识别定位，形成初始工件序列；

S3：将初始工件序列中的全部工件重新排序，得到有序工件序列；

S4：按顺序检测有序工件序列中各个工件与其他工件的干涉情况，并将与其他工件发生干涉的工件从有序工件序列中删除，得到无干涉工件序列；

S5：对无干涉工件序列中的各个工件进行碰撞检测，并在无干涉工件序列中删除会发生碰撞的工件，得到可抓取工件序列；

S6：机器人根据可抓取工件序列对工件进行逐一抓取，从而实现一拍多抓。

2.根据权利要求1所述的一种应用于机器人抓取场景的一拍多抓方法，其特征在于，步骤S1具体为：

S1.1：通过机器人的3D相机获取拍摄区域的RGB图像和点云数据；其中，拍摄区域包括料框区域；

S1.2：获取料框在拍摄区域的RGB图像中的坐标；

S1.3：将料框在拍摄区域的RGB图像中的坐标映射到拍摄区域的点云数据中，并在拍摄区域的点云数据中利用感兴趣区域提取法剔除料框区域以外的点云数据，保留料框区域的点云数据。

3.根据权利要求1所述的一种应用于机器人抓取场景的一拍多抓方法，其特征在于，在步骤S1中，还包括以下步骤：获取单个工件的点云数据，建立工件的三维表面模型。

4.根据权利要求3所述的一种应用于机器人抓取场景的一拍多抓方法，其特征在于，步骤S2具体为：在料框区域的点云数据中，以工件的三维表面模型为模板，采用ICP算法对料框区域的工件进行点云匹配和定位，从而得到各个工件的位姿，形成初始工件序列；其中，为第n个工件的位姿。

5.根据权利要求4所述的一种应用于机器人抓取场景的一拍多抓方法，其特征在于，步骤S3具体为：按照从大到小的顺序对初始工件序列M的n个工件进行重新排序，得到有序工件序列；其中，为第n个工件的位姿中的Z方向平移量。

6.根据权利要求1所述的一种应用于机器人抓取场景的一拍多抓方法，其特征在于，在步骤S4中，检测干涉的步骤为：在有序工件序列中选定工件i，计算工件i与有序工件序列中的其他工件的距离；

若有序工件序列中存在工件j与工件i之间的距离小于设定的距离阈值，则认为工件i与工件j发生干涉，删除工件i；否则，保留工件i；其中，i=1，2，…，n；j=1，2，…，n；且i不等于j。

7.根据权利要求6所述的一种应用于机器人抓取场景的一拍多抓方法，其特征在于，设定的距离阈值为工件长度的2倍。

8.根据权利要求6所述的一种应用于机器人抓取场景的一拍多抓方法，其特征在于，在步骤S4中，第i个工件与第j个工件之间的距离的计算公式为：

；

其中，分别为第i个工件的位姿中的X、Y、Z方向平移量；分别为第j个工件的位姿中的X、Y、Z方向平移量。

9.根据权利要求3所述的一种应用于机器人抓取场景的一拍多抓方法，其特征在于，还包括设置工件的抓取点：抓取点设置在工件的对称中心处。

10.根据权利要求9所述的一种应用于机器人抓取场景的一拍多抓方法，其特征在于，在步骤S5中，通过模拟机器人的机械臂抓取无干涉工件序列中的各个工件时的位姿进行碰撞检测，从而判断出机械臂与料框是否会发生碰撞。