[发明专利]一种可实时显示抓取位姿的系统

说明书

本发明公开了一种可实时显示抓取位姿的系统，包括机械臂部分、摄像头部分、目标物体和计算机；所述机械臂部分包括六自由度机械臂和二指夹爪，所述六自由度机械臂与二指夹爪连接；所述摄像头部分包括深度摄像头，所述摄像头与计算机连接；所述计算机中包括算法处理单元，所述算法处理单元用于计算机械臂、摄像头和目标物体的抓取位姿；目标物体摆放在摄像头的下方，机械臂部分沿着一条轨迹从上往下运动，在此过程中，所述摄像头将获取目标物体的深度图像并发送至计算机，经计算机的算法处理单元处理得到信息熵图，并在计算机的显示屏中显示目标物体最佳抓取位姿的变化图、从摄像头中获取的深度图像和信息熵图。

技术领域

本发明涉及机械臂视觉抓取领域，具体为一种可实时显示抓取位姿的系统。

背景技术

近年来，机械臂的视觉抓取逐渐成为研究热点，相关应用也慢慢走向市场。现有的机械臂抓取系统大多数依赖于高性能的硬件设备，比如说多核的处理器，显存足够大的显卡等。这种依赖于传统图像识别的视觉抓取系统很难在实际场景下落地。例如NVIDIA发表的论文《Deep Object Pose Estimation for Semantic Robotic Grasping of HouseholdObjects》中所用的高性能显卡TITAN价格十分昂贵。一方面，高昂的价格以及苛刻的硬件要求限制其推广。另外一方面，采用一般的硬件设备则无法满足抓取中实时性的需求，一般此类系统只能抓取静态的物体，且耗时长，效率低。

本发明提出的一种可实时显示抓取位姿的系统可以解决目前存在的问题。本发明完整阐述系统的组成部分，各部分之间的通讯方式以及具体处理方法，通过在机械臂向下抓取过程中从多视角获取目标物体的深度信息，生成该目标物体的最佳抓取位姿，并且实时显示出来，实现了动态抓取的目的，大大缩短了从输入信息到得出决策的处理时间，是十分高效有效的，对于机器人操作系统(Robot Operating System，ROS)以及环境感知系统有很大的参考价值，并且可以在工业机器人领域推广。

发明内容

本发明提出了一种一种可实时显示抓取位姿的系统，主要解决现有的算法存在对硬件设备需求高，无法实时显示抓取位姿等问题，完整阐述系统的组成部分，各部分之间的通讯方式以及具体处理方法，通过网格图运算效率高的方法，缩短了计算时间，实现了实时显示最佳抓取位姿的功能。

本发明至少通过如下技术方案之一实现。

一种可实时显示抓取位姿的系统，包括机械臂部分、摄像头部分、目标物体和计算机；

所述机械臂部分包括六自由度机械臂和二指夹爪，所述六自由度机械臂与二指夹爪连接，二指夹爪安装在六自由度机械臂末端；

所述摄像头部分包括深度摄像头，所述摄像头与计算机连接；所述深度摄像头安装在二指夹爪的正上方；

所述计算机中包括算法处理单元，所述算法处理单元用于计算机械臂、摄像头和目标物体的抓取位姿；

目标物体摆放在深度摄像头的下方，机械臂部分沿着一条轨迹从上往下运动，在此过程中，所述深度摄像头将获取目标物体的深度图像并发送至计算机，经计算机的算法处理单元处理得到信息熵图，并在计算机的显示屏中显示目标物体最佳抓取位姿的变化图、从深度摄像头中获取的深度图像和信息熵图。

进一步地，所述六自由度机械臂为UR5工业机械臂，二指夹爪为RG2夹爪。

进一步地，所述深度摄像头为Intel Realsense D435i。

进一步地，所述算法处理单元所用的计算机系统为Ubuntu 16.04，机器人操作系统为ROS Kinetic。

进一步地，机械臂部分运动轨迹定义如下：

P表示机械臂根据某轨迹向下运动过程中摄像头的三维位置；

K表示机械臂根据某轨迹向下运动过程中一系列的P点的个数；