[发明专利]一种货物垛的拆垛方法及拆垛系统

权利要求书

1.一种货物垛的拆垛方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，获取2D相机在货物垛上方拍摄货物垛得到的2D图像和3D相机在所述货物垛上方拍摄所述货物垛得到的3D图像；

步骤2，根据所述2D图像和所述3D图像确定在货物垛顶层的每个顶层货物基于机器人基坐标系的位姿信息；

步骤3，根据所有所述顶层货物基于机器人基坐标系的位姿信息规划机器人向所述货物垛运动的运动轨迹和拆垛顺序；

步骤4，控制机器人按照所述运动轨迹和所述拆垛顺序从所述货物垛顶层取出所有所述顶层货物；

步骤5，判断所述货物垛顶层是否为所述货物垛的最后一层，若否，则跳转执行所述步骤1，若是，则停止拆垛。

2.根据权利要求1所述的一种货物垛的拆垛方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

步骤2.1，令所述2D相机的第一相机坐标系为{o₁-x₁y₁z₁}、所述3D相机的第二相机坐标系为{o₂-x₂y₂z₂}以及所述机器人基坐标系为{o_b-x_by_bz_b}，获取所述第一相机坐标系在所述第二相机坐标系中的第一齐次变换矩阵和所述第二相机坐标系在所述机器人基坐标系中的第二齐次变换矩阵；

步骤2.2，对所述2D图像进行检测得到每个所述顶层货物基于所述第一相机坐标系的二维坐标，对所述3D图像进行检测得到所述3D图像中的每个货物基于所述第二相机坐标系的深度坐标和姿态信息；

步骤2.3，应用所述第一齐次变换矩阵对每个所述顶层货物基于所述第一相机坐标系的二维坐标进行变换，得到每个所述顶层货物基于所述第二相机坐标系的二维坐标；

步骤2.4、对所述3D图像中的每个货物基于所述第二相机坐标系的深度坐标进行排序得到深度坐标序列，根据所述深度坐标序列中相邻深度坐标的距离，确定每个所述顶层货物基于所述第二相机坐标系的深度坐标，每个所述顶层货物基于所述第二相机坐标系的二维坐标和每个所述顶层货物基于所述第二相机坐标系的深度坐标对应组成每个所述顶层货物基于所述第二相机坐标系的三维坐标；

步骤2.5，根据每个所述三维坐标确定每个所述顶层货物在所述第二相机坐标系中的位置信息，应用所述第二齐次变换矩阵对每个所述顶层货物在所述第二相机坐标系中的位置信息和姿态信息进行变换，得到每个所述顶层货物基于所述机器人基坐标系的位姿信息。

3.根据权利要求2所述的一种货物垛的拆垛方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：

步骤3.1，令每个所述顶层货物基于机器人基坐标系的位姿信息中的位置信息为P_b，令每个所述顶层货物基于机器人基坐标系的位姿信息中姿态信息为R_b，建立运动方程，

所述运动方程表示为

其中，^bH_f为所述机器人的法兰盘坐标系在所述机器人基坐标系中的齐次变换矩阵，^fH_ee为所述机器人的拆垛工具坐标系在所述法兰盘坐标系中的齐次变换矩阵；

步骤3.2，应用所述运动方程规划所述法兰盘坐标系所对应的机器人手臂向每个所述顶层货物运动的运动轨迹；

步骤3.3，对所有所述顶层货物基于机器人基坐标系的位姿信息中的位置信息进行排序后得到位置序列，将所述位置序列按从小到大的顺序规划为所述拆垛顺序。

4.根据权利要求3所述的一种货物垛的拆垛方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：

按照所述拆垛顺序，依序驱动所述机器人手臂沿着每个所述运动轨迹运动至每个所述顶层货物，使得所述拆垛工具坐标系中的拆垛工具随所述机器人手臂运动至每个所述顶层货物，驱动所述拆垛工具从所述货物垛顶层取出每个所述顶层货物，直至所有所述顶层货物全部取出。