[发明专利]基于双夹具实时切换的工业机器人无序抓取方法

权利要求书

1.基于双夹具实时切换的工业机器人无序抓取方法，该机器人为六轴机器人，具有六轴法兰盘，所述六轴法兰盘上安装有工具，所述工具包含吸盘和抓手两种夹具，其特征在于，所述抓取方法包括以下步骤：

步骤1，利用3D结构光相机获取目标工件的3D点云数据和2D图像数据，对目标工件的2D图像进行图像学处理，确定目标工件在图像区域中的粗略位置；将该粗略位置映射至目标工件的3D点云数据，并通过三维点云表面匹配方式，得到目标工件相对于相机的位置、姿态和匹配分数；确定匹配分数最高的工件作为当前待抓取工件，并确定当前待抓取工件的抓取点；

步骤2，确定当前待抓取工件的抓取方式，并据此进行夹具切换；

其中，所述抓取方式为吸取或夹取；

步骤3，根据抓取方式进行工具数学模型切换，得到机器人的六轴法兰盘的抓取位置和姿态，并据此调整机器人的法兰盘的位置和姿态；

步骤4，设计抓取路径，并按照所述抓取路径完成当前待抓取工件的抓取；

重复步骤1-4，完成所有目标工件的无序抓取。

2.根据权利要求1所述的基于双夹具实时切换的工业机器人无序抓取方法，其特征在于，所述对目标工件的2D图像数据进行图像学处理，具体为：

首先，采用图像区域分割，去除料框以外的图像数据，提取图像数据的感兴趣区域；

然后，采用事先制作的标准模板在2D图像数据的感兴趣区域中搜索与标准模板匹配的目标工件，确定目标工件在图像区域中的粗略位置。

3.根据权利要求2所述的基于双夹具实时切换的工业机器人无序抓取方法，其特征在于，所述将该粗略位置映射至目标工件的3D点云数据，具体为：采用相机坐标与世界坐标的相互转换实现目标工件的粗略位置映射到3D点云数据中，得到场景点云数据。

4.根据权利要求3所述的基于双夹具实时切换的工业机器人无序抓取方法，其特征在于，所述三维点云表面匹配方式具体为：将所述场景点云数据与预先制作的标准工件模型的点云数据进行匹配，得到世界坐标系下的每个目标工件的位置、姿态和场景点云数据中的每个目标工件与标准工件模型的匹配分数；

其中，所述匹配分数为场景点云数据中每个目标工件与标准工件模型点云数据的重合度。

5.根据权利要求1所述的基于双夹具实时切换的工业机器人无序抓取方法，其特征在于，所述当前待抓取工件的抓取点为当前待抓取工件的中心点对应的工件上表面的点。

6.根据权利要求1所述的基于双夹具实时切换的工业机器人无序抓取方法，其特征在于，所述确定当前待抓取目标工件的抓取方式，具体为：

对当前待抓取工件的点云数据采用平面拟合法拟合得到工件的最大抓取平面及其面积，判断该面积是否大于吸盘面积的1.5倍，若是，则选择吸取方式，否则，进一步计算吸取和夹取的成功概率，根据成功概率确定采用吸取或者夹取方式。