[发明专利]一种机械臂抓取方案的生成方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种机械臂抓取方案的生成方法及装置，所述方法包括：获取待抓取物体的点云数据，计算待抓取物体的质心位置；根据质心位置，按照预设规则，确定抓取点范围；根据预设抓取点生成算法，计算抓取点范围中的抓取点对应的抓取方案；提取每个抓取点对应的位置坐标，并确定在预设坐标方向上与机械臂末端当前位置在第一预设距离内的抓取点，确定备选抓取方案；提取每个抓取点对应的偏转角，计算每个备选抓取方案对应的轴向偏角；将最小的轴向偏角所对应的备选抓取方案确定为目标抓取方案。可以实现对任意姿态、任意位置物体的抓取，抓取效率及灵活性得到大幅提高。

技术领域

本发明涉及机械臂数据处理领域，特别是涉及一种机械臂抓取方案的生成方法及装置。

背景技术

利用机械臂抓取物体的应用场景非常之多，例如，自动分拣货物，自动装配零部件以及机器人拿取物品等。利用机械臂进行物体的抓取，可以节省人力和时间，提高生产效率。

在机械臂对物体进行抓取前，首先需要确定抓取方案，抓取方案包括待抓取物体的位置坐标，以及机械臂末端从当前位置移动到待抓取物体位置所需旋转的角度，可以理解的是，位置坐标及旋转角度均为三维空间的数据，可以用一个4*4的矩阵表示，即旋转变换矩阵。确定了旋转变换矩阵，机械臂便可以按照该矩阵进行移动和转动，进而完成物体的抓取。目前机械臂对物体的抓取，一般需要人工将物体摆放在水平桌面上，且正对于机械臂末端，因为在这种情况下，机械臂的抓取方案较为简单，只需沿着一个方向运动，角度的旋转也较小，因此成功率较高，鲁棒性好。

但是，显然在上述机械臂抓取过程中，并不能实现三维空间内任意姿态、任意位置物体的抓取，需要人工摆放物体，抓取效率及灵活性均不高。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种机械臂抓取方案的生成方法及装置，以实现对任意姿态、任意位置物体的抓取，提高抓取效率及灵活性。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种机械臂抓取方案的生成方法，所述方法包括：

获取待抓取物体的点云数据；

根据所述点云数据计算所述待抓取物体的质心位置；

根据所述质心位置，按照预设规则，确定包括所述质心位置的抓取点范围；

根据预设抓取点生成算法，对所述抓取点范围中的抓取点进行坐标变换，并根据坐标变换关系，计算所述抓取点范围中的抓取点对应的抓取方案；

从所述抓取方案中提取每个抓取点对应的位置坐标，并根据所述位置坐标，确定在预设坐标方向上与机械臂末端当前位置在第一预设距离内的抓取点，将所确定的抓取点对应的抓取方案作为备选抓取方案；

从所述备选抓取方案中提取每个抓取点对应的偏转角，并根据所述偏转角、所述质心位置及所述机械臂末端当前位置，计算每个备选抓取方案对应的轴向偏角；

将最小的轴向偏角所对应的备选抓取方案确定为目标抓取方案。

可选的，所述获取待抓取物体的点云数据的步骤，包括：

获取所述待抓取物体的色彩图像和深度图像；

将所述色彩图像输入预设的卷积神经网络进行目标检测，得到所述待抓取物体在所述色彩图像中的目标位置；

将所述深度图像中与所述目标位置对应部分的像素点转化为点云数据。

可选的，所述根据所述质心位置，按照预设规则，确定包括所述质心位置的抓取点范围的步骤，包括：

在三维空间，确定与所述质心位置的距离在第二预设距离内的范围为抓取点范围。