[发明专利]一种基于三维视觉的机械臂控制系统

说明书

本发明公开了一种基于三维视觉的机械臂控制系统，该系统包括三维信息检测模块、第一通信模块、机械臂控制器、机械臂、外部计算机、第二通信模块以及存储器。该系统通过对待抓取物件进行三维信息获取，并通过机械臂控制器的分析处理，更全面的获悉待抓取物件的位置信息和姿态信息，从而更精准的对物件进行抓取，同时，系统的信息采集端和控制端与机械臂均采用无线通信的方式传输数据，保证传输效率的同时，可以降低系统布线复杂度，同时也实现了远程控制与管理，系统更加智能、高效且可靠性更高。

技术领域

本发明涉及图像处理与自动控制技术领域，更具体的说是涉及一种基于三维视觉的机械臂控制系统。

背景技术

目前，随着工业自动化的不断推进，智能设备逐渐取代人工流水线操作，例如机械臂的使用，在一定程度上解放了工人的双手，在一些简单的流水线操作现场，大批机械臂的安装使用不仅省去了大量的人力物力，还大幅度提高了生产效率。

但是，工业中应用的机械臂大多是示教型机器人，通常在使用前需要预先设置好运动路线使机械臂去抓取一个位置、方向、规格均已知的物体，这样的机器人运动方式简单而且单一，虽然能够代替人类做一些简单的重复性工作，但是操作灵活性低，因为它没有像人类一样的视觉感知功能，使用上受到较大限制。一般的工业机器人是没有立体视觉的，工件存放位置、姿态、工件规格稍有改变机器人就束手无策。然而现有的通过非接触式获取物体形貌的工具如照相机、摄像机等只能以二维形式重现物体，不可避免的会造成所获物体第三维形貌信息的丢失。这就使得现有的机械臂控制系统不能满足现代高精度、智能化工业生产水平的需求。

因此，如何提供一种能够获取待抓取物件的三维信息、从而准确对物件进行抓取的机械臂控制系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于三维视觉的机械臂控制系统，该系统通过对待抓取物件进行三维信息获取，并通过机械臂控制器的分析处理，更全面的获悉待抓取物件的位置信息和姿态信息，从而更精准的对物件进行抓取，解决了现有的通过非接触式获取物体形貌的工具如照相机、摄像机等只能以二维形式重现物体，不可避免的会造成所获物体第三维形貌信息的丢失。这就使得现有的机械臂控制系统不能满足现代高精度、智能化工业生产水平的需求的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于三维视觉的机械臂控制系统，该系统包括：

三维信息检测模块，所述三维信息检测模块采集待抓取物件的三维信息，并对所述三维信息进行整合处理，得到三维检测数据；

第一通信模块，所述第一通信模块接收所述三维检测数据并将其发出；

机械臂控制器，所述机械臂控制器接收所述三维检测数据，并根据所述三维检测数据分析待抓取物件的规格尺寸和放置姿态，进而发出抓取指令；

机械臂，所述机械臂接收抓取指令，并根据所述抓取指令向待抓取物件执行抓取动作；

外部计算机，所述外部计算机供用户录入操作指令；

第二通信模块，所述第二通信模块连接所述外部计算机与所述机械臂控制器；

存储器，所述存储器存储三维检测数据以及待抓取物件的规格尺寸和放置姿态数据。

进一步地，所述三维信息包括高度信息、长度信息、宽度信息以及待抓取物件中心距离机械臂坐标原点的距离信息。

进一步地，所述三维信息检测模块包括CCD传感器、激光测距模块以及图像处理单元，所述CCD传感器和所述激光测距模块均与所述图像处理单元电连接，所述图像处理单元还通过所述第一通信模块与所述机械臂控制器连接；