[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

说明书

本发明涉及机器人机械臂技术领域，更具体地，涉及一种单目视觉机器人及应用其的三维匹配定位方法。本发明通过在传统多轴机械臂的基础上设置用于控制机械臂的控制系统，通过控制系统对多轴机械臂的机械臂，机械臂抓手以及安装在机械臂前端的摄像装置进行连接控制，利用控制系统进行数据处理，达到简化传统视觉识别装置结构的目的，使机械臂可以利用单一摄像设备进行三维定位和视觉识别，在简化结构装置的同时提高了视觉识别的识别精度，避免了传统一体化视觉识别系统成本昂贵、故障率高、维修难度大、迭代替换性差的问题。

技术领域

本发明涉及机器人机械臂技术领域，更具体地，涉及一种单目视觉机器人及应用其的三维匹配定位方法。

背景技术

机械臂机器人是一种能够最大程度模拟人手的通用型机械设备，因其独特的操作灵活性,可以把任意一个物件按照空间位姿的时变要求进行移动，从而完成搬运部件的作用。

传统的视觉识别检测主要包括双目立体系统，配置与标定均较为复杂，其深度量程和精度受双目的基线与分辨率的限制，而且视觉计算非常消耗计算资源，需要使用GPU和FPGA设备加速后，才能实时输出整张图像的距离信息，使用起来也比较复杂，同时机械臂的结构也对安装在机械臂上的视觉识别装置的大小和重量做出了限制，安装在机械臂上的数据处理模块随着机械臂的长时间运转容易发生接口松脱等一系列的故障，导致安装并应用于机械臂上的视觉识别装置造价昂贵且故障率高的问题。

在公开号为CN110497437A的中国专利中，提出了一种结合视觉识别并针对茶具抓取的机械臂装置及使用方法，通过机械臂及控制系统、机械臂末端执行器、视觉装置和抓取辅助结构，实施机械配合进行抓取，但该技术方案采用多个集成式的视觉装置进行视觉识别，存在因图像数据处理器长期处理计算大量图形数据，发热量大且难以散热导致损坏，发生软硬件故障时维护维修难度大，装置的成本过高的问题。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的机械臂视觉识别装置结构复杂成本高的问题，提供一种单目视觉机器人及应用其的三维匹配定位方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种单目视觉机器人，包括多轴机械臂、机械臂抓手以及控制系统，所述机械臂抓手安装在所述多轴机械臂的前端，所述多轴机械臂的前端还设有摄像装置，所述多轴机械臂、机械臂抓手以及摄像装置分别与控制系统相连接。

在本技术方案中，本发明通过在传统多轴机械臂的基础上设置用于控制机械臂的控制系统，通过控制系统对多轴机械臂的机械臂，机械臂抓手以及安装在机械臂前端的摄像装置进行连接控制，利用控制系统进行数据处理，达到简化传统视觉识别装置结构的目的，使机械臂可以利用摄像装置进行视觉识别，避免了一体化视觉识别系统成本昂贵，迭代替换性差的问题。

优选地，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。

优选地，所述多轴机械臂设有用于驱动所述机械臂抓手的舵机，所述舵机与所述控制板相连接。在本技术方案中，所述机械臂抓手通过所述控制板控制舵机运行，提高了机械臂抓手切换的便利性。

优选地，所述摄像装置包括相机和镜头，所述相机和镜头的输出端分别与所述计算主机相连接。在本技术方案中，所述摄像装置包括与计算主机相连接的相机和镜头，通过相机以及镜头采集图像数据，传输至计算主机中进行分析识别的方式，使视觉的感应和计算模块分离，提高相机和镜头升级或者更新维护的便利性，同时避免了安装在机械臂上的视觉系统对装置大小以及结构的多种限制，降低视觉识别装置的成本。

本发明另一方面提供一种应用于单目视觉机器人的三维匹配定位方法,包括以下步骤：

S1：摄像装置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；