[发明专利]一种移动机器人抓取作业系统及控制方法

权利要求书

1.一种移动机器人抓取作业系统，包括系统控制单元和柔性抓取单元，所述柔性抓取单元包括机械臂(3)和软体机械手(2)，其特征在于还包括：智能感知单元(10)和移动平台(1)；

所述智能感知单元(10)包括基本感知单元、云台(13)、处理器(8)和嵌入式计算平台(4)；用于实现物体的识别与定位；

所述柔性抓取单元，实现对物品安全抓取，软体机械手(2)由气泵(9)驱动；

所述系统控制单元，利用通讯线缆分别与智能感知单元(10)、柔性抓取单元以及移动平台(1)连接通讯，接收到智能感知单元(10)的感知信息后发送控制信号给移动平台(1)及柔性抓取单元完成相应的作业过程；

所述移动平台1，搭载智能感知单元(10)、柔性抓取单元、系统控制单元及电源模块，电源模块提供所有单元所需的电源需求，实现整套抓取作业系统作业过程中的移动环节。

2.根据权利要求1所述的一种移动机器人抓取作业系统，其特征在于所述基本感知单元包括单目相机(11)和单线激光测距模块(12)，激光测距模块(12)由云台(13)驱动；处理器(8)用于处理激光测距模块(12)信息、云台电机的控制以及物体三维坐标的计算；嵌入式计算平台(4)处理物体识别算法以及识别定位结果输出。

3.根据权利要求2所述的一种移动机器人抓取作业系统，其特征在于所述三维坐标的计算方法为：

S21，根据单目相机获取到的环境图像利用物体识别神经网络进行物体检测，若未检测到待抓取物体，则控制移动平台旋转或移动来改变系统视野进行进一步检测，若检测出待抓取物体，则根据物体检测框顶点在像素坐标系中的二维坐标计算出物体中心点在像素坐标系中的二维坐标；

S22，将S21获得的物体中心点在像素坐标系中的二维坐标转换为相机坐标系下的三维坐标，式(1)为像素坐标系与相机坐标系之间的转换关系，(u,v)为物体中心点像素坐标系坐标，当目标在像素坐标系坐标已知时，世界坐标系有无穷多个点与之对应，但均在目标点与相机光心连线上，根据转换关系可以得到在任意给定Z_c时物体中心点在相机坐标系下的坐标(X_c,Y_c,Z_c)；

S23，根据S22中得到物体中心点在相机坐标系下的坐标(X_c,Y_c,Z_c)，可求解出物体中心点在相机坐标系下与相机光心O_c连线的俯仰角α和航向角β；

S24，根据S23求解出的俯仰角α和航向角β控制云台驱动激光测距模块(12)转动到相应角度对物体进行初步测距，测得距离为d；

S25，根据S24初步测得的距离d，对俯仰角进行修正，根据式(2)求得修正后的俯仰角为α′，其中c为相机光心和激光测距模块(12)光心在Y_c轴上的间距；

S26，根据修正后的俯仰角α′重新调整激光测距模块(12)角度，精确测量物体中心点距离；

S27，根据S26中激光测距模块(12)测得的物体中心点距离和激光测距模块(12)在航向轴、俯仰轴实际转动角度，参考式(3)可计算转换得到物体中心点在激光测距模块(12)坐标系即系统世界坐标系下的三维坐标(X_c,Y_c,Z_c)，实现物体的识别与定位。