[发明专利]一种自动化物料搬运机器人系统及其控制方法

权利要求书

1.一种自动化物料搬运机器人系统，其特征在于，包括：

陀螺仪模块，用于获取搬运机器人初始角度，构建场地直角坐标系，并设定搬运机器人初始位置为坐标原点；

二维码扫描模块，用于扫描二维码读取目标物料任务信息，并将目标物料任务信息上传至控制模块；

视觉识别模块，用于根据颜色和形状识别目标物料，并将识别后的目标物料信息上传至控制模块；

控制模块，用于根据接收的目标物料任务信息和识别后的目标物料信息，向驱动模块发送控制指令，并完成物料抓取作业；

驱动模块，用于接收控制模块动作指令，将搬运机器人移动至目标物料处，驱动机械爪和机械臂配合抓取和放置目标物料。

2.根据权利要求1所述的自动化物料搬运机器人系统，其特征在于：还包括电源模块，用于为陀螺仪模块、二维码扫描模块、视觉识别模块、控制模块和驱动模块提供电能。

3.一种根据权利要求1-2任一所述的自动化物料搬运机器人系统的控制方法，其特征在于，包括：

S1、获取搬运机器人初始角度，构建场地直角坐标系，设定搬运机器人初始位置为坐标原点；

S2、识别目标物料形状信息和颜色信息；

S3、控制机器人移动至二维码扫描区，扫描二维码信息，获取目标物料搬运任务信息；

S4、根据识别的目标物料形状信息和颜色信息，定位目标物料坐标位置；

S5、根据目标物料坐标位置，将机器人移动至目标物料处；

S6、控制机械臂和机械爪配合抓取物料，并判断目标物料是否抓取成功，若没有，则继续执行抓取任务；若抓取成功，则进入S7；

S7、识别目标物料放置区色环；

S8、根据识别目标物料的放置区色环，定位放置区色环坐标位置，并根据目标物料坐标位置与放置区色环坐标位置，计算得到机器人行径路线；

S9、根据机器人行径路线和机器人姿态角度，控制机器人移动至放置区色环处；

S10、控制机械臂和机械爪配合放置目标物料，并判断目标物料是否放置成功，若没有，则继续执行放置任务；若放置成功，则进入S11；

S11、返回至初始位置。

4.根据权利要求3所述的自动化物料搬运机器人的控制方法，其特征在于，所述S1采用MPU9250陀螺仪获取机器人坐标系在地球坐标系中的姿态角，并采用四元数保存机器人的姿态并将四元数转化为欧拉角输入到姿态控制算法中。

5.根据权利要求3所述的自动化物料搬运机器人的控制方法，其特征在于，所述S2采用光学openmv摄像头识别目标物料形状信息和颜色信息，并对识别的目标物料形状信息和颜色信息进行预处理，包括：对采集到的图像信息进行图像灰度化、图像二值化、图像滤波或腐蚀膨胀处理。

6.根据权利要求3所述的自动化物料搬运机器人的控制方法，其特征在于，所述S7中识别目标物料的放置区色环，包括：

S7.1、采集放置区色环原始图像；

S7.2、采用Hough变换检测原始图像形状是否为放置区色环，若判断不是，则返回S7.1继续采集，若是，则进入S7.3；

S7.3、对放置区色环原始图像进行核滤波处理。

7.根据权利要求3所述的自动化物料搬运机器人的控制方法，其特征在于，采用三维角度传感器MPU9250芯片实时采集机器人当前在Z轴上的姿态角，并基于动态卡尔曼滤波算法，实时调整机器人姿态。