[发明专利]一种基于双目立体视觉的机器人拆垛方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于双目立体视觉的机器人拆垛方法。

背景技术

目前国内外在产品贮运系统中已普遍采用自动化码垛系统，能够将产品直接堆放至托盘，然后通过叉车堆存至袋装库。但是需要将产品出库外运时候，通常还是通过人工从托盘上取出产品，然后再进行装车。人工拆垛劳动强度大，效率低下。随着我国经济的快速发展以及人们生活水平的提高，近年来我国也逐步出现了劳动力短缺的现象，特别是粗、笨活劳动力更是短缺。

因此急需配置一种自动化、智能化的拆垛设备与方法解决生产与运输的矛盾。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于双目立体视觉的机器人拆垛方法，该方法通过双目成像采集、利用双目图像实现对拆垛区产品的目标识别和三维定位，进而实现对产品的自动化拆垛任务，可有效解决人工拆垛劳动强度大，效率低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于双目立体视觉的机器人拆垛方法，包括以下步骤：

(1)利用固定在工作区正上方的双目相机同时获得左右眼视野内的图像，利用形状模板匹配的方法进行目标定位，得到相机坐标下的三维坐标；

(2)进行相机坐标系与机器人基座坐标系间的转换；

(3)根据检测出的目标坐标，进行深度信息的排列、进行分层拆垛。

所述步骤(1)中，其具体步骤包括：

(1-1)通过固定在工作区正上方的双目相机同时获得左右眼视野内的图像，并对其进行降噪处理；

(1-2)分别对双目相机的左右眼图像进行基于形状模板的匹配，得到左右眼图像像素坐标；

(1-3)通过三角测量原理，将左右眼图像像素坐标转换为在相机坐标下的三维坐标。

所述步骤(1-2)中，单眼图像匹配的具体方法为：

a)离线条件下建立产品的形状模板，完成模板的注册，模板定义为点集p_i＝(x_i,y_i)^T和点集中的每个点对应的方向向量d_i＝(t_i,u_i)^T,i＝1,2,…n，n为方向向量为非零点的个数，方向向量由Sobel梯度算子计算得到；

b)在线模板匹配时，为待搜索图像中的每个点q＝(x,y)^T计算出一个方向向量e_x，y＝(v_x，y，w_x，y)^T；

c)在搜索图像的某个特定点处，模板与搜索图像之间的相似度测量定义为它们的方向向量归一化的点积和s：