基于视觉引导机械臂抓取炉具的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114851206A(43)申请公布日2022.08.05(21)申请号202210628058.5(22)申请日2022.06.06(71)申请人天津中科智能识别有限公司地址300457天津市滨海新区天津经济技术开发区第二大街57号泰达MSD-G1-1001单元(72)发明人张堃博李亚彬孟令波杨程午(74)专利代理机构天津市三利专利商标代理有限公司12107专利代理师韩新城(51)Int.Cl.B25J9/16(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称基于视觉引导机械臂抓取炉具的方法(57)摘要本发明公开一种基于视觉引导机械臂抓取炉具的方法，包括以下步骤：制作炉具工件的匹配模板；图像预处理，包括图像矫正、消除噪声，为后续处理提供高质量图像；通过匹配算法计算得出炉具工件的坐标参数；利用手眼标定参数通过多次测量计算补偿量计算出机械臂抓取位姿。本发明针对可靠、快速和精确的机械臂抓取工作，通过搭建相机光源系统，利用相机的高精度，获得了物体的高精度三维信息。为了精确计算炉具的姿态，对二维图像进行滤波处理，然后采用匹配算法对场景和模型进行精确匹配。炉具位姿可以通过坐标系变换确定,以便机器人正确地抓取炉具。该系统能够在各种角度及各种距离的物体中以准确位姿抓取炉具，可靠、快速和精确的完成机械臂抓取工作。CN114851206ACN114851206A权利要求书1/1页1.基于视觉引导机械臂抓取炉具的方法，其特征在于，包括：S1.根据不同炉具设计制作不同的抓取模板；S2.对采集得到的图像预处理，确定炉具件是否存在，对包含炉具的炉具图像进行ROI区域定位；S3.将抓取模板与预处理后的炉具图像输入至检测算法中匹配处理，匹配成功后，输出匹配结果；S4.将匹配结果发送给机械臂，所述机械臂根据输出的匹配结果对炉具进行抓取。2.根据权利要求1所述基于视觉引导机械臂抓取炉具的方法，其特征在于，步骤S2中，对包含炉具的炉具图像进行ROI区域定位，包括：通过颜色空间转换，增强炉具图像边缘特征；对现场环境对拍摄产生的椒盐噪声预处理，进行消噪；对消完噪的炉具图像进行ROI分割，定位兴趣区。3.根据权利要求2所述基于视觉引导机械臂抓取炉具的方法，其特征在于，步骤S3中，将所述抓取模板与预处理后的炉具图像输入至检测算法中匹配处理，由所述检测算法对预处理定位后的炉具图像与抓取模板进行匹配，经过仿射变换以及最小二成法约束，得到匹配后炉具件的坐标。4.根据权利要求3所述基于视觉引导机械臂抓取炉具的方法，其特征在于，所述仿射变换采用如下的旋转矩阵进行，得到匹配后炉具件坐标：其中，x，y为抓取模板坐标值，x′，y′为匹配后炉具件的坐标，θ为匹配后炉具件与抓取模板间的旋转角度。5.根据权利要求4所述基于视觉引导机械臂抓取炉具的方法，其特征在于，步骤S4中，所述机械臂根据输出的匹配结果对炉具进行抓取包括：所述机械臂根据匹配后炉具件的坐标、炉具件与抓取模板间的旋转角度以及匹配后的炉具件的高度与模板高度间的高度差值调整其位姿，调整位姿完成后对待抓取炉具件进行抓取。2CN114851206A说明书1/5页基于视觉引导机械臂抓取炉具的方法技术领域[0001]本发明涉及机械臂抓取控制技术领域，特别是涉及一种基于视觉引导机械臂抓取炉具的方法。背景技术[0002]工业生产过程中，如冲压、重复装配、焊接、喷漆等工作中，由于工作环境恶劣、劳动性质单一且技术含量低，导致很多人不愿意从事该类工作。企业迫切希望能够使用机械臂代替人工作业，降低工人劳动强度，提高产品生产质量，实现自动化生产。机械臂在现在工业领域得到广泛的应用，如分拣、搬运、装配等。但传统机械臂采用离线编程方式，将机械臂提前规划好运动路线及工作动作，不具备实时调整功能，只能进行简单动作，不能满足实际生产需求。发明内容[0003]本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种基于视觉引导机械臂抓取炉具的方法，通过视觉引导使得机械臂在日常工作中能够更智能化，能够感知工作环境的变化做出相应的调整，提高企业的自动化生产水平，推动劳动密集型企业自动化智能化改造进程。[0004]为实现本发明的目的所采用的技术方案是：[0005]一种基于视觉引导机械臂抓取炉具的方法，包括：[0006]S1.根据不同炉具设计制作不同的抓取模板；[0007]S2.对采集得到的图像预处理，确定炉具件是否存在，对包含炉具的炉具图像进行ROI区域定位；[0008]S3.将抓取模板与预处理后的炉具图像输入至检测算法中匹配处理，匹配成功后，输出匹配结果；[0009]S4.将匹配结果发送给机械臂，所述机械臂根据输出的匹配结果对炉具进行抓取。[0010]其中，步骤S2中，对包含炉具的炉具图像进行