[发明专利]一种基于3D光栅引导机器人定位抓取的方法、装置及设备

说明书

本发明涉及一种基于3D光栅引导机器人定位抓取的方法、装置及设备，其方法包括将光栅扫描仪嵌入到双目相机之间；对双目相机进行标定；使双目相机与机器人进行手眼标定；使双目相机与机器人通信；使双目相机对待抓取物体进行拍摄，获得包括三维坐标的点云信息；采用双边滤波对点云信息进行平滑滤波，同时保留边界信息；基于滤波的点云信息进行三维物体识别，获得待抓取物体在机器人坐标系里的坐标；通过坐标，计算机器人抓取位姿信息，并将机器人抓取位姿信息返回给机器人；使机器人根据机器人抓取位姿信息进行定位抓取。解决了现有技术引导机器人定位抓取时不能准确定位抓取物体问题。本发明具有准确定位抓取物体的效果。

技术领域

本发明涉及工业自动化技术领域，尤其是涉及一种基于3D光栅引导机器人定位抓取的方法、装置及设备。

背景技术

随着科技与计算机工业的进步，自动化机械在制造业中得到了广泛应用。特别地，二维视觉技术通过摄像机拍摄一张平面照片，然后通过图像分析或比较来识别物体，以看到物体上的一个平面特征，进而用于缺失或呈现检测、离散目标分析模式对齐、条形码检查和光学字符验证、各种基于边缘检测的二维几何分析、以及引导机器人定位抓取等等，是自动化机器不可或缺的组成部分。

目前，由于二维视觉技术无法获得物体的空间坐标信息，因此不支持与形状有关的测量，如物体的平整度、表面角度、体积或区分同一颜色物体的特征，或具有接触面的物体位置之间的测量等等。再者，二维视觉技术测量物体的对比度，使得测量精度依赖于光照、颜色、灰度的变化，并且易受不同光照条件的影响。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有现有的二维视觉技术测量精度低，引导机器人定位抓取时不能准确定位抓取物体，在工业上难以应用推广的缺陷。

发明内容

为了准确定位抓取物体，本发明提供了一种基于3D光栅引导机器人定位抓取的方法、装置及设备。

第一方面，本发明提供一种基于3D光栅引导机器人定位抓取的方法，具有准确定位抓取物体的特点。

本发明是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于3D光栅引导机器人定位抓取的方法，包括以下步骤：

将光栅扫描仪嵌入到双目相机之间，使所述光栅扫描仪为所述双目相机提供光源；

对所述双目相机进行标定，直至所述双目相机正确获取待抓取物体和双目相机之间的目标深度值；

使所述双目相机与机器人进行手眼标定，获取机器人坐标系和双目相机坐标系之间的关系；

使嵌入所述光栅扫描仪的标定后的所述双目相机与机器人通信；

使所述双目相机对待抓取物体进行拍摄，采集待抓取物体的图象，并获得包括三维坐标的点云信息；

采用双边滤波对所述点云信息进行平滑滤波，同时保留边界信息；

基于滤波的所述点云信息进行三维物体识别，将所述双目相机识别的待抓取物体的坐标转化到机器人的坐标系里，获得待抓取物体在机器人坐标系里的坐标，所述坐标包括待抓取物体的X、Y、Z三维坐标；

通过X、Y、Z三维坐标，计算机器人抓取位姿信息，并将机器人抓取位姿信息返回给机器人；

使机器人根据机器人抓取位姿信息进行定位抓取。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述获得包括三维坐标的点云信息的步骤后，还包括以下步骤：

基于不同的曝光时间的低动态范围图像，选取每个曝光时间相对应的预设的低动态范围图像，合成高动态范围图像，优化所述点云信息。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述采用双边滤波对所述点云信息进行平滑滤波的步骤包括：