[发明专利]一种基于视觉的无序抓取方法及机器人

权利要求书

1.一种基于视觉的无序抓取方法，其特征在于包括：

为标准工件模型设置抓取点；

扫描待抓取工件的点云信息，识别待抓取工件的位置和姿态；

判断工件抓取点的位置并进行抓取。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉的无序抓取方法，其特征在于所述为标准工件模型设置抓取点包括：

利用最小外接长方体将标准工件模型进行六面封装；

为每一个面设定一个抓取点。

3.根据权利要求1所述的一种基于视觉的无序抓取方法，其特征在于所述识别待抓取工件的位置和姿态包括：

对获取点云信息的图像获取模块与进行抓取的机器人的抓取机构末端进行标定，建立从所述图像获取模块坐标系到所述抓取机构末端坐标系的变换关系；

将图像获取模块获取的待抓取工件的点云信息转换到机器人的抓取机构末端坐标系中。

4.根据权利要求3所述的一种基于视觉的无序抓取方法，其特征在于所述对获取点云信息的图像获取模块与进行抓取的机器人的抓取机构末端进行标定，建立从所述图像获取模块坐标系到所述抓取机构末端坐标系的变换关系包括：

固定放置标定板；

移动机器人抓取机构末端，从不同位置拍摄n张标定板图片；

根据公式计算图像获取模块坐标系到抓取机构末端坐标系的转换矩阵，其中为图像获取模块坐标系到抓取机构末端坐标系的转换矩阵，为标定板坐标系到图像获取模块坐标系的转换矩阵，为机器人坐标系到标定板坐标系的转换矩阵，为抓取机构末端坐标系到机器人坐标系的转换矩阵。

5.根据权利要求4所述的一种基于视觉的无序抓取方法，其特征在于所述计算图像获取模块坐标系到抓取机构末端坐标系的平移矩阵和旋转矩阵的方法为：

通过拍摄的标定板图片获得；

由抓取机构末端位置参数获得；

为固定值，对于每张标定板图片都相同；

对于拍摄到的n张标定板图片有n-1个方程：

其中带有下标1~n的M代表第1~n张标定板图片中的转换矩阵；

对上述n-1个方程进行求解获得图像获取模块坐标系到抓取机构末端坐标系的转换矩阵。

6.根据权利要求4所述的一种基于视觉的无序抓取方法，其特征在于：n3。

7.根据权利要求1所述的一种基于视觉的无序抓取方法，其特征在于所述判断工件抓取点的位置并进行抓取包括：

添加边框点云；

选择待抓取工件的一个面作为抓取面以及确定该抓取面的抓取点；

添加抓取机构末端抓取轨迹的点云并进行判断，若抓取轨迹点云与边框或者/和其他工件点云无干涉则进行抓取，若有干涉则选择下一个面作为抓取面并判断，以此类推。

8.根据权利要求7所述的一种基于视觉的无序抓取方法，其特征在于根据待抓取工件的点云高度确定抓取顺序从高至低进行抓取。

9.根据权利要求7所述的一种基于视觉的无序抓取方法，其特征在于所述选择待抓取工件的一个面作为抓取面以及确定该抓取面的抓取点包括：

将待抓取工件的点云信息与进行标准工件模型点云信息进行比较，把最相似待抓取工件与标准工件模型最相似的一个面最为第一抓取面并以此类推。

10.根据权利要求7所述的一种基于视觉的无序抓取方法，其特征在于：若对同一个待抓取工件连续判断两个面都有干涉则对下一个工件进行判断。

11.根据权利要求7所述的一种基于视觉的无序抓取方法，其特征在于所述抓取轨迹为柱形，并沿抓取机构末端到抓取面的垂线设置，所述垂线的垂足为该抓取面的抓取点。

12.一种基于视觉的无需抓取机器人，其特征在于包括：

图像获取模块，用于获取待抓取工件的点云信息；

抓取机构，用于对待抓取工件进行抓取；

所述图像获取模块固定在抓取机构末端；

控制模块，利用将图像获取模块获取的待抓取工件的点云信息控制抓取机构对待抓取工件进行抓取。