[发明专利]一种基于多深度摄像机增强的机器人工作台

权利要求书

1.一种基于多深度摄像机增强的机器人工作台，其特征在于：包括工作平台、设于工作平台上的机械手、布置于工作平台四周的多台深度摄像机以及一台控制处理器；所述的机械手带有机械爪，机械爪的掌心设有二维码，该二维码包含有位于机械手可触及空间范围内不在同一平面上的四个标定点在机器人坐标系下的位置信息；

所述的深度摄像机用于对工作平台进行图像采集，并将采集到的图像提供给控制处理器；对于任一台深度摄像机，所述的控制处理器对其采集到的图像进行处理，识别出工作平台上的目标物体以确定其在该摄像机坐标系下的三维位置信息，同时对该摄像机坐标系和机器人坐标系自动定标，通过坐标转换计算出目标物体在机器人坐标系下的三维位置信息，进而使机械手移动到目标物体附近并控制机械爪抓取目标物体；

所述的控制处理器对摄像机坐标系和机器人坐标系自动定标的具体过程如下：首先，控制处理器对出现在图像中的二维码进行解析，得到四个标定点在机器人坐标系下的位置信息，进而控制机械手逐个到达这四个标定点；

当机械手到达任一标定点后，控制处理器利用深度摄像机通过图像采集获取当前二维码中心点在摄像机坐标系下的位置信息，进而结合该标定点在机器人坐标系下的位置信息，计算出当前二维码中心点在机器人坐标系下的位置信息；依此遍历四个标定点；

最后，根据对应得到的四组关于二维码中心点分别在摄像机坐标系和机器人坐标系下的位置信息，计算出摄像机坐标系与机器人坐标系之间的旋转矩阵和平移向量；

所述的机械手到达任一标定点的标准定义为机械手与机械爪之间的衔接点与该标定点重合。

2.根据权利要求1所述的机器人工作台，其特征在于：所述深度摄像机的台数大于等于3，深度摄像机采用Kinect摄像机。

3.根据权利要求1所述的机器人工作台，其特征在于：所述的控制处理器识别目标物体以确定其在摄像机坐标系下的三维位置信息，具体过程如下：

首先，获取关于目标物体的多个模板；

然后，对深度摄像机采集到的图像进行裁剪，得到ROI区域；

最后，根据所述的模板在ROI区域内对目标物体进行搜索匹配以找到目标物体，进而确定目标物体在摄像机坐标系中的三维位置信息。

4.根据权利要求3所述的机器人工作台，其特征在于：所述的控制处理器对深度摄像机采集到的图像进行裁剪即去除图像中机械手无法触及到的空间区域。

5.根据权利要求3所述的机器人工作台，其特征在于：所述的控制处理器根据模板利用Affine-SIFT算法在ROI区域内对目标物体进行搜索匹配。

6.根据权利要求1所述的机器人工作台，其特征在于：所述的控制处理器对摄像机坐标系和机器人坐标系自动定标即计算两者之间的旋转矩阵和平移向量。

7.根据权利要求1所述的机器人工作台，其特征在于：对应多台深度摄像机，所述的控制处理器通过计算得到多组关于目标物体在机器人坐标系下的三维位置信息，综合各组信息剔除误差超出可接受范围的三维位置信息，从剩余信息中任取一组或以求平均的方式确定最终目标物体在机器人坐标系下的三维位置信息，进而使机械手移动到目标物体附近并控制机械爪抓取目标物体。