[发明专利]面向机器人抓取物品操作的识别、定位和抓取装置和方法

说明书

本发明公开了面向机器人抓取物品操作的识别、定位和抓取装置和方法，包括设于待抓取物品上的标记，其中，待抓取的目标物品上的标记为目标标记；还包括：第一视觉系统；第一测距运动系统；第二视觉系统；第二测距运动系统；其中，所述第二视觉系统在所述第二视觉区域内寻找并读取所述目标标记和所述标定标记，当所述标定标记和所述目标标记坐标数据重合时，所述第二测距运动系统发送抓取指令，其中，所述抓取指令用于抓取所述目标物品。本发明利用二维码辅助机器人识别、定位和存储抓取代码，具有使用简单、技术可行和性价比高的显著特点。

技术领域

本发明涉及机器人抓取物品，具体是面向机器人抓取物品操作的识别、定位和抓取装置和方法。

背景技术

人机交互是机器人的关键技术之一，机器人需要自动识别不同的人与物，并对其实现准确的定位才能进一步的实现交互的动作。从目前技术来看，机器人对人脸的识别已有比较成熟的解决方法，但对物的识别，尤其是对通过工业化生产的外观具有高度一致性的产品，无法进行有效的识别，这里的识别是指对物体包括两个物理参数完全一致的物体的甄别。另一方面，机器人对物品的抓取是机器人环境交互的基本功能，机器人在对物品实行抓取时，需要确定物品的立体结构和起始坐标点，然后通过算法确定抓取方法，才能实施有效的交互行为。工业机器人一般是采用人工辅助方法确定坐标起始点，然后人工输入加工程序，类人机器人属于多任务机器人，执行不同任务时的起始坐标点需要自动确定。目前，类人机器人在确定坐标起始点时，大都是采用立体视觉系统包括2D或3D成像系统，先在一定精度范围内对物体进行实时的三维测量，再根据算法确定坐标起始点，这一方式技术难度很大，成本太高，超出了用于家庭的服务机器人可承受的性价比范围。

发明内容

为解决上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种面向机器人抓取物品操作的识别、定位和抓取装置和方法，提出利用二维码辅助机器人识别、定位和抓取，具有使用简单、技术可行和性价比高的显著特点。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：面向机器人抓取物品操作的识别、定位和抓取装置，包括设于物品上的标记，其中，待抓取的目标物品上的标记为目标标记；

还包括：

第一视觉系统：用于对所述目标所在的区域进行视觉扫描形成第一视觉区域，并在所述第一视觉区域内寻找所述目标后，发送第一测距指令至第一测距运动系统；

第一测距运动系统：用于接收所述第一测距指令，测出机器人视觉原点到所述目标标记的距离c，按照该距离将机器人引导至所述目标标记的正面位置，其中，机器人的手部设有标定标记；

第二视觉系统：用于在所述正面位置对所述目标标记进行视觉扫描并形成第二视觉区域，发送第二测距指令至第二测距运动系统；

第二测距运动系统：用于接收所述第二测距指令，测出机器人视觉原点到所述目标标记的水平角度ε和垂直角度λ，将机器人视觉原点引导并对准所述目标标记；

计算所述目标标记的坐标数据，获取所述标定标记的坐标数据，引导机器人的手部运动使所述标定标记与所述目标标记的坐标数据相重合；

其中，当所述标定标记和所述目标标记坐标数据重合时，表明手指位于抓取起始位置，所述第二测距运动系统发送抓取指令，其中，所述抓取指令用于控制机器人手臂抓取所述目标物品。

进一步地，所述第一测距运动系统还用于：

发送第一视觉调节指令至所述第一视觉系统，其中，所述第一视觉系统根据所述第一视觉调节指令调节视觉摄像头的焦距；

以及，获取机器人视觉原点的坐标数据(x₀,y₀,z₀)。

进一步地，所述第一视觉系统包括图像传感器，所述图像传感器位于头部中轴线位置且能与头部同步转动；

所述第一视觉系统还用于：