[发明专利]一种基于相机测量的多模型工件无序抓取方法及装置

权利要求书

1.一种基于相机测量的多模型工件无序抓取方法，其特征在于，包括：

S101：对待抓取工件进行完整建模和/或部分建模，得到所述待抓取工件的完整模型和/或部分模型；

S102：获取所述待抓取工件所在区域的测量图像，得到世界坐标系下的第一点云，通过手眼标定将所述第一点云转化到机械臂基坐标系，并将机械臂基坐标系下的点云进行自切割预处理，得到第二点云；

S103：将所述待抓取工件的完整模型和/或部分模型与所述第二点云进行匹配，得到匹配结果；

S104：从所述匹配结果中确定目标工件，获取所述目标工件的位姿，并根据所述目标工件的位姿得到抓取工具的抓取位姿；

S105：将所述抓取位姿进行逆变换，以所述逆变换后的位姿对所述第二点云进行仿射变换，将所述第二点云由机械臂基坐标系转换到抓取工具坐标系；

S106：在所述抓取工具坐标系中构建所述抓取工具的包围盒模型，设置阈值，当所述包围盒模型中点的数量不超过所述阈值时，对目标工件执行抓取；

所述对待抓取工件进行完整建模和/或部分建模，包括：

通过测量工具逐个对所述待抓取工件在平面上放置的稳定状态进行测量；

当所述待抓取工件俯视测量时呈现的特征占其表面全部特征的比例均小于最小匹配比例，则仅对所述待抓取工件俯视测量时呈现的特征进行部分建模；

当所述待抓取工件俯视测量时呈现的特征占其表面全部特征的比例均大于最小匹配比例，则仅对所述待抓取工件进行完整建模；

当所述待抓取工件俯视测量时呈现的特征占其表面全部特征的比例中既有小于最小匹配比例的比例，又有不小于最小匹配比例的比例时，对所述待抓取工件进行完整建模，以及对小于最小匹配比例的比例对应的特征进行部分建模。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自切割预处理，包括：

识别出所述机械臂基坐标系下的点云中的Z轴最小值，以所述Z轴最小值向Z轴正方向累加预设值，得到区间最大值；以所述Z轴最小值与所述区间最大值作为切割区间的最小值和最大值，构建切割区间；

所述机械臂基坐标系下Z轴坐标在所述切割区间内的点进行清除，将剩余的点云作为第二点云。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述待抓取工件的完整模型和/或部分模型与所述第二点云进行匹配，包括：

S201：当存在所述待抓取工件的完整模型时，将所述完整模型与所述第二点云进行匹配，直至遍历全部待抓取工件的完整模型，执行S202；

S202：判断是否匹配出一个或多个工件，如果是，则将匹配出的工件作为匹配结果；否则，执行S203；

S203：判断是否存在所述待抓取工件的部分模型，如果不存在，则未匹配出工件，抓取结束；如果存在，则将所述部分模型与所述第二点云进行匹配，直至遍历全部待抓取工件的全部部分模型，执行S204；

S204：判断是否匹配出一个或多个工件，如果是，则将匹配出的工件作为匹配结果；否则，未匹配出工件，抓取结束。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，当所述匹配结果中包括多个工件时，计算每个工件的匹配分数，按照所述匹配分数由高到低对各个工件进行排序，将所述匹配分数最高的工件作为目标工件；

所述匹配分数为：

S=k₁S₁+k₂S₂+k₃S₃....+ k_nS_n；

其中，S为匹配分数；S_n为指标值；k_n为权重值，k₁+ k₂+ k₃+....+k_n=1；n为指标个数。