[发明专利]一种用于物流拆垛的机器人控制方法及系统

权利要求书

1.一种用于物流拆垛的机器人控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据安装于机器人末端的吸盘手的形状和尺寸建立吸盘手的第一二维模型；

根据所述机器人的基坐标系建立第一三维坐标系，根据3D相机拍摄的图像建立第二三维坐标系，基于所述第一三维坐标系对所述第二三维坐标系进行标定，得到标定后的第二三维坐标系；

基于所述3D相机拍摄的待抓取物体的图像和标定后的第二三维坐标系获取所述待抓取物体中位于最上层的物体的角点，构建最上层物体的第二二维模型，所述角点定义为：放置在水平面上的长方体物体在水平面上的投影得到的长方形的四个顶点；

确定所述最上层物体的抓取顺序，依据所述抓取顺序获得至少一个抓取目标；

模拟所述第一二维模型与所述抓取目标的第二二维模型的位置关系，进行所述吸盘手和所述抓取目标的碰撞检测；

基于碰撞检测的结果对所述吸盘手进行抓取规划；

所述第一二维模型与所述抓取目标的第二二维模型的位置关系包括包含关系、分离关系和部分重合关系，

所述包含关系是指：所述抓取目标的四个角点都在所述第一二维模型的框选范围内；

所述分离关系是指：所述抓取目标的四个角点都不在所述第一二维模型的框选范围内，且所述第一二维模型也不在所述抓取目标的四个角点围成的长方形空间内；

所述部分重合关系是指：所述抓取目标的四个角点都不在所述第一二维模型的框选范围内，但所述第一二维模型与所述抓取目标有重叠；或者所述抓取目标有1至3个角点在所述第一二维模型的框选范围内；

当所述第一二维模型的框选范围内，只存在与其存在包含关系和分离关系的抓取目标时，则碰撞检测的结果为“通过”；所述第一二维模型的框选范围内，存在与其存在部分重合关系的抓取目标时，则碰撞检测的结果为“失败”。

2.如权利要求1所述的用于物流拆垛的机器人控制方法，其特征在于，判断所述角点是否在所述第一二维模型的框选范围内的方法包括：

从该角点引一条射线，若该射线与所述第一二维模型的框选范围的四条边的交点个数为奇数，则该角点位于所述第一二维模型的框选范围内；若该射线与所述第一二维模型的框选范围的四条边的交点个数为偶数，则该角点不在所述第一二维模型的框选范围内。

3.如权利要求1所述的用于物流拆垛的机器人控制方法，其特征在于，判断所述第一二维模型与所述抓取目标是否有重叠的方法包括：

在两个所述角点之间，沿所述抓取目标的边长的方向增加若干插补点，判断所述插补点与所述第一二维模型的位置关系，若有至少一个所述插补点位于所述第一二维模型的框选范围内，则所述第一二维模型与所述抓取目标有重叠；若所有插补点均不在所述第一二维模型的框选范围内，则所述第一二维模型与所述抓取目标没有重叠。

4.如权利要求3所述的用于物流拆垛的机器人控制方法，其特征在于，所述抓取目标的四个角点围成的长方形的长为L，宽为K，则相邻两个所述插补点之间的间隔小于等于2K。

5.如权利要求4所述的用于物流拆垛的机器人控制方法，其特征在于，若L≤2K时，则无需增加插补点；若L＞2K时，则相邻两个所述插补点之间的间隔为K。

6.如权利要求1所述的用于物流拆垛的机器人控制方法，其特征在于，确定所述最上层物体的抓取顺序，依据所述抓取顺序获得至少一个抓取目标的方法包括：

将所述第一二维模型和所述抓取目标的第二二维模型放入二维坐标系中，计算各个最上层物体的中心点到坐标原点的欧氏距离，按照欧氏距离由小到大的顺序依次获取所述抓取目标；

针对某一个抓取目标，在对其四个角点进行排序之后，按排序的顺序以所述角点为原点，所述角点延伸出的两条边为方向，确定所述第一二维模型的框选范围；

若所述第一二维模型的框选范围内与其有包含关系的抓取目标大于一个，则取其中与所述坐标原点的欧氏距离最远的一个抓取目标，对该抓取目标的角点重新确定所述第一二维模型的框选范围。