[发明专利]一种基于计算机仿真的机械抓手训练方法及系统

权利要求书

1.一种基于计算机仿真的机械抓手训练方法，其特征在于，所述方法包括：

分别构建仿真的被抓取物环境和抓手环境；

利用所述抓手环境中的传感器仿真采集所述被抓取物环境中的二维图像数据，并根据所述二维图像数据确定至少一个被抓取物的三维信息；

根据所述被抓取物的三维信息，控制所述抓手环境中的抓手对所述被抓取物进行至少一次仿真抓取的机器学习训练，以获得当前被抓取物环境下的最优抓取模型参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别构建仿真的被抓取物环境和抓手环境包括：

根据物理样本分别建立各个被抓取物和各个抓手的三维仿真模型，其中，所述三维仿真模型具有对应所述物理样本的多个实际物理属性；

选取多个被抓取物的三维仿真模型随机建立被抓取物环境；

选取至少一个抓手的三维仿真模型对应所述被抓取物环境设置建立所述抓手环境；其中，所述被抓取物环境与所述抓手环境的数据相互独立。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据物理样本建立各个被抓取物的三维仿真模型，并通过所述三维仿真模型模拟传感器得到的表面图像，建立所述表面图像与所述三维仿真模型和/或所述物理样本之间的关联关系；

使用所述三维仿真模型、所述传感器采集的二维图像数据以及建立的所述关联关系对神经网络模型进行训练，得到用于根据二维图像数据识别三维物体的第一人工智能模型；其中，所述第一人工智能模型可对待识别的二维图像数据进行识别，以得到所述待识别的二维图像数据对应的被抓取物的三维信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抓取模型包括规划抓取策略的第二人工智能模型和进行抓手控制的第三人工智能模型；其中，

所述第二人工智能模型根据所述二维图像数据和所述被抓取物的三维信息规划输出抓取任务及执行策略；

所述第三人工智能模型根据所述执行策略控制抓手驱动单元的输出，使所述抓手抓取并移动所述被抓取物来实现所述抓取任务。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述方法应用于多个抓手的训练场景时，所述第二人工智能模型的输出还包括抓手选择策略。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如在真实环境中只能得到指标低于预设阈值的抓取方案，则将真实图像和根据所述真实图像获得的物体的三维信息在线输入并对应构建仿真的环境，对所述抓取模型进行实时训练，并按实时训练的结果确定所述真实环境的抓取方案。

7.一种基于计算机仿真的机械抓手训练系统，其特征在于，所述系统包括：

环境构建单元，用于分别构建仿真的被抓取物环境和抓手环境；

仿真单元，用于利用所述抓手环境中的传感器仿真采集所述被抓取物环境中的二维图像数据，并根据所述二维图像数据确定至少一个被抓取物的三维信息；

训练单元，用于根据所述被抓取物的三维信息，控制所述抓手环境中的抓手对所述被抓取物进行至少一次仿真抓取的机器学习训练，以获得当前被抓取物环境下的最优抓取模型参数。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述环境构建单元包括：

模型建立模块，用于根据物理样本分别建立各个被抓取物和各个抓手的三维仿真模型，其中，所述三维仿真模型具有对应所述物理样本的多个实际物理属性；

被抓取环境选取模块，用于选取多个被抓取物的三维仿真模型随机建立被抓取物环境；

抓手环境选取模块，用于选取至少一个抓手的三维仿真模型对应所述被抓取物环境设置建立所述抓手环境；其中，所述被抓取物环境与所述抓手环境的数据相互独立。