[发明专利]抓取装置的定位方法和系统

说明书

本发明涉及一种抓取装置的定位方法和系统，一方面在实时图像的引导下，利用匹配模型与检测模型的位差关系，纠正实时图像中匹配模型相对于模板图像中检测模型的偏差，能够确保抓取装置适应工作环境改变，准确无误的抓取待抓取工件，有效解决抓取失败、漏抓、错抓等问题；另一方面，根据抓取装置抓取检测模型的位置、和匹配模型与检测模型的位差关系，定位抓取装置抓取待抓取工件的位置，准确计算出抓取点的位姿、角度，精确抓取待抓取工件，无需将图像中的位置在此转换至抓取装置坐标系下，关系转换简单快捷，且精确度高，对提高工件的生产安装效率和精度具有重大意义。

技术领域

本发明涉及自动控制领域，特别是涉及一种抓取装置的定位技术。

背景技术

智能制造是我国产业升级以及新一轮工业革命的核心技术，其对生产线的柔性以及环境感知能力提出了很高的要求。应运而生的工业抓取装置，因具备较高灵活性而极大地提高了生产线的柔性。

但是，目前工业抓取装置在部署前需要对其示教编程，即针对某一特定应用的工业抓取装置都是在执行一段固定的自动化程序，其实质上只是完成点到点的动作。当生产环境改变时，抓取装置很难根据外界参数智能化地做出对策，必须对抓取装置再次示教来应对环境的改变。造成这一现象的主要原因是工业抓取装置不具备感知外界环境的能力，仅仅通过编程或单纯示教来执行某一特定动作。对环境感知能力的缺乏，工作环境的偏差改变等是阻碍智能制造产业升级的主要原因之一。如何适应不同工作环境，如抓取时位姿改变等，是智能制造产业亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种抓取装置的定位方法，包括：

S1：采集待抓取工件的模板图像；

S2：采集待抓取工件的实时图像；

S3：在所述模板图像中提取检测模型，检测所述实时图像中，与所述检测模型相匹配的匹配模型；

S4：根据所述抓取装置抓取所述检测模型的位置、和所述匹配模型与所述检测模型的位差关系，定位所述抓取装置抓取所述待抓取工件的位置。

进一步地，步骤S4中，采用公式（1），定位所述抓取装置抓取所述待抓取工件的位置；

（1）

其中，R₁表示所述抓取装置抓取所述检测模型的位置，T表示所述匹配模型与所述检测模型的位差转换矩阵，R₂表示所述抓取装置抓取所述待抓取工件的位置。

进一步地，采用公式（2），确定所述匹配模型与所述检测模型的位差转换矩阵；

（2）

其中，R_p1表示采集所述模板图像的采集点，E₁表示采集所述模板图像的相机外参，用于将点云中模板图像的位姿转换为抓取装置坐标系下的位姿，M₁表示采集所述模板图像的转换矩阵；R_p2表示采集所述实时图像的采集点，E₂表示采集所述实时图像的相机外参，用于将点云中实时图像的位姿转换为抓取装置坐标系下的位姿，M₂表示采集所述实时图像的转换矩阵。

进一步地，步骤S3，包括：

S31：提取所述模板图像和所述实时图像的边缘特征；

S32：在所述模板图像的边缘特征中，选定至少一个边缘特征所在区域的局部图像为所述检测模型；

S33：在所述实时图像的边缘特征中，选定与所述检测模型相匹配的边缘特征所在区域的局部图像为所述匹配模型。

进一步地，步骤S31，包括：

S311：对所述模板图像和所述实时图像，分别进行平滑降噪预处理，得到预处理后的模板图像和预处理后的实时图像；

S312：构造边缘检测算子，分别对预处理后的模板图像和预处理后的实时图像进行边缘检测，确定模板图像的边缘区块和实时图像的边缘区块；