[发明专利]一种单目视觉机器人及应用其的三维匹配定位方法

权利要求书

1.一种单目视觉机器人，包括多轴机械臂(1)、机械臂抓手(2)以及控制系统，其特征在于：所述机械臂抓手(2)安装在所述多轴机械臂(1)的前端，所述多轴机械臂(1)的前端还设有摄像装置(3)，所述多轴机械臂(1)、机械臂抓手(2)以及摄像装置(3)分别与控制系统相连接。

2.根据权利要求1所述的一种单目视觉机器人，其特征在于：所述控制系统包括计算主机、机械臂机箱以及控制板，所述计算主机分别与所述机械臂机箱以及所述控制板相连接。

3.根据权利要求2所述的一种单目视觉机器人，其特征在于：所述多轴机械臂(1)设有用于驱动所述机械臂抓手(2)的舵机，所述舵机与所述控制板相连接。

4.根据权利要求2所述的一种单目视觉机器人，其特征在于：所述摄像装置(3)包括相机和镜头，所述相机和镜头的输出端分别与所述计算主机相连接。

5.一种基于权利要求1-4所述的单目视觉机器人的三维匹配定位方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：摄像装置(3)对待抓取的目标物拍照，实时采集得到单帧图像，将图像数据传输至控制系统进行识别处理；

S2：控制系统识别判定目标物是否符合抓取标准，识别判定目标物是否匹配合格；

S3：控制系统判断目标物合格后计算得到目标物的位置信息并通过机械臂机箱发送运动指令给多轴机械臂(1)运动到目标所在位置；

S4:控制系统确认多轴机械臂(1)运动到指定位置后，控制系统通过控制板发送抓取指令给机械臂抓手(2)，机械臂抓手(2)抓取目标物后多轴机械臂(1)从抓取位置移动到指定释放位置，控制系统通过控制板发送释放指令给机械臂抓手(2)，机械臂抓手(2)将目标物释放至指定释放位置。

6.根据权利要求5所述的三维匹配定位方法，其特征在于：在所述步骤S1中，所述控制系统中设有三维立体模型，所述摄像装置(3)在拍照前处于标定位置，使得所述摄像装置(3)拍照获取的图像数据能够从空间点的像素坐标映射到立体模型中的坐标，从而使获得的目标物的位置信息更加准确。

7.根据权利要求5所述的三维匹配定位方法，其特征在于：在所述步骤S2中，所述控制系统将所述摄像装置(3)传输的图像数据中的目标物形状模型，与预设的标准三维形状模型从多个角度进行形状匹配以及颜色识别，同时满足形状匹配和颜色匹配，才能确定为是要抓取的目标物。

8.根据权利要求5所述的三维匹配定位方法，其特征在于：在所述步骤S3中，所述控制系统通过标准三维形状模型计算得到目标物与所述摄像装置(3)的距离与其所成像面积大小的关系，得到目标物与所述摄像装置(3)的直线距离，最后结合目标物在图像中的位置，计算获得物体的位置坐标信息。

9.根据权利要求5所述的三维匹配定位方法，其特征在于：在所述步骤S4中，所述控制系统通过所述摄像装置(3)的镜头感应识别多轴机械臂(1)是否运动到指定位置。

10.根据权利要求9所述的三维匹配定位方法，其特征在于：在所述步骤S4中，所述机械臂抓手(2)将目标物释放至指定释放位置后，所述控制系统通过所述摄像装置(3)拍照传输图像数据并识别确认目标物是否正确放置在指定释放位置。