[发明专利]一种基于激光和视觉融合检测的货箱自动抓取方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于激光和视觉融合检测的货箱自动抓取方法及系统，包括：步骤1，激光扫描测距目标识别及获取相对位置信息；步骤2，路径规划并改变抓具位姿；步骤3，激光扫描测距采集抓具与目标货箱之间的距离信息；步骤4，实时将得到的位置信息与目标位置进行比较，若有偏差，信息处理与控制单元则根据偏差进行路径规划，控制执行机构改变抓具的位置，最终使抓具移动到能够成功抓取目标货箱的位置上。本发明实现了货箱抓取过程的自动化，能够提高工业生产中一些抓取工作的效率以及准确率。

技术领域

本发明涉及工业自动化领域，特别是一种基于激光和视觉融合检测的货箱自动抓取方法及系统。

背景技术

随着自动控制技术的发展，解放劳动力让机械尽可能地代替人类劳动，成为当今社会发展的主要趋势。在工业生产中经常需要对货箱进行搬运，若是使用人力的方式来完成此类任务，尤其在搬运比较重的目标时，十分容易出现安全事故。应用机械手可以代替人从事单调、重复或繁重的体力劳动，实现生产的机械化和自动化，代替人在有害环境下的手工操作，改善劳动条件，保证人身安全。

目前市面上已经存在不少的货箱自动抓取方案，但是这些方案仍然存在一些不成熟的地方，例如精度不足。本发明在硬件成本较低的情况下，能够实现较为精准的货箱自动抓取。

本发明主要通过激光扫描测距传感器、视觉图像处理的检测定位实现目标货物的高精度定位，运用大功率机械臂完成货物的搬运工作。将大大缩减目标货物的搬运时间，大幅度提高搬运过程的自动化程度。

基于视觉图像处理和激光扫描测距传感器，采集位置信息数据，确定机械末端抓具和目标物体的位置状态，实现高精度定位，使机械手能够完成自动搬运的工作。激光扫描测距传感器处理算法主要用于较远距离的数据采集和检测定位；视觉图像处理算法用于当机械手末端抓具距离目标物体较近时，实现精确定位。利用外部传感器的辅助进行机械手的物体定位，应运用何种算法以提高视频图像处理的精度和速度，提高多传感器信息提高机器人在动态环境下定位的准确性和可靠性，是我们需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够对货箱进行自动抓取、减少人力劳动并提高生产效率的基于激光和视觉融合检测的货箱自动抓取方法及系统。

实现本发明目的的技术解决方案为：

本发明公开了一种基于激光和视觉融合检测的货箱自动抓取的方法，包括：

步骤1，激光扫描测距目标识别及获取相对位置信息

首先采集视野中各个货箱前表面的外形参数，并将其与预设参数对比从而识别出目标货箱，之后采集抓具与目标货箱之间的相对位置信息；

步骤2，路径规划并改变抓具位姿

根据相对位置信息进行一次路径规划，控制执行机构改变抓具的位姿，最终使抓具移动到目标货箱正前方固定距离处；

步骤3，激光扫描测距采集抓具与目标货箱之间的距离信息

当抓具移动到目标货箱正前方固定距离后，视觉定位单元采集抓具与目标货箱之间的偏移量和距离信息，同时，激光扫描测距单元采集抓具与目标货箱之间的距离信息；

步骤4，视觉定位单元传输过来的偏移量和距离信息、激光扫描测距单元传输过来的距离信息，若视觉定位单元前后两次传输过来的距离信息差低于阈值，则将视觉定位单元传输过来的偏移量和距离信息转换为抓具与目标货箱之间的相对位置信息，若距离信息差超过阈值，则用激光扫描测距单元传输过来的距离信息代替视觉定位单元传输过来的距离信息与偏移量信息结合，转换为抓具与目标货箱之间的相对位置信息，实时将得到的位置信息与目标位置进行比较，若有偏差，信息处理与控制单元则根据偏差进行路径规划，控制执行机构改变抓具的位置，最终使抓具移动到能够成功抓取目标货箱的位置上。