基于视觉识别的二维码定位抓取机器人系统算法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109397249A(43)申请公布日2019.03.01(21)申请号201910011866.5(22)申请日2019.01.07(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区正街174号(72)发明人柏龙黄志鹏李鑫陈晓红(74)专利代理机构重庆项乾光宇专利代理事务所(普通合伙)50244代理人高姜(51)Int.Cl.B25J5/00(2006.01)B25J9/10(2006.01)B25J9/16(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图4页(54)发明名称基于视觉识别的二维码定位抓取机器人系统算法(57)摘要本发明公开了一种基于视觉识别的二维码定位抓取机器人系统算法，包括以下步骤：s1.识别设有二维码的被抓取物体；s2.提取所述二维码几何中心的位姿信息；s3.设定到所述二维码相对位姿静止的目标值；计算当前时刻二维码位姿与设定的位姿目标之间的偏差，并将该偏差与设定的阈值做比较；若偏差超过阈值，则结合PID算法，将偏差信息转化为速度信息，并根据该速度信息控制麦轮平台运动到位姿目标后静止；若偏差未超过阈值，则保持麦轮平台静止；s4.利用所述二维码位姿信息进行机械臂的逆运动学求解，使机械臂末端机械手的中心夹持位置达到二维码中心；经过坐标变换，求解出机械臂驱动电机的转角；驱动电机输出该转角带动机械臂末端执行器运动到被抓取物体后完成夹持动作。CN109397249ACN109397249A权利要求书1/3页1.一种基于视觉识别的二维码定位抓取机器人系统算法，其特征在于，包括以下步骤：s1.识别设有二维码的被抓取物体；s2.提取所述二维码几何中心的位姿信息；s3.设定到所述二维码相对位姿静止的目标值；计算当前时刻二维码位姿与设定的位姿目标之间的偏差，并将该偏差与设定的阈值做比较；若偏差超过阈值，则结合PID算法，将偏差信息转化为速度信息，并根据该速度信息控制麦轮平台运动到位姿目标后静止；若偏差未超过阈值，则保持麦轮平台静止；s4.利用所述二维码位姿信息进行机械臂的逆运动学求解，使机械臂末端机械手的中心夹持位置达到二维码中心；经过坐标变换，求解出机械臂驱动电机的转角；驱动电机输出该转角带动机械臂末端执行器运动到被抓取物体后完成夹持动作。2.根据权利要求1所述的基于视觉识别的二维码定位抓取机器人系统算法，其特征在于：步骤s2中，采用开源二维码识别算法软件包ar_track_alvar或visp，提取二维码几何中TT心的位姿信息[xcurrentycurrentzcurrent]以及四元素[qxcurrentqycurrentqzcurrentqwcurrent]。3.根据权利要求2所述的基于视觉识别的二维码定位抓取机器人系统算法，其特征在于，步骤s3包括：Ts31.通过所述四元素[qxcurrentqycurrentqzcurrentqwcurrent]得到二维码几何中心的偏航角yawcurrent，Ts32.设定[xgoalygoalyawgoal]为相机与二维码之间的目标位姿；T设定[xthresholdythresholdyawthreshold]为当前二维码位姿与设定的目标位姿之间的差值临界阈值；T设定[xoffsetyoffsetyawoffset](t)为当前时刻二维码位姿与设定的目标位姿之间的偏差；T设定[vxvywz](t)为相机坐标系OcameraXYZ下，当前时刻麦轮移动平台几何中心的速度；Ts33.计算当前时刻二维码位姿与设定的目标位姿之间的偏差[xoffsetyoffsetyawoffset](t),其计算公式为：Ts34.若当前时刻二维码位姿与设定的目标位姿之间的偏差[xoffsetyoffsetyawoffset](t)T超过所述阈值[xoffsetyoffsetyawoffset](t)，则根据麦轮移动平台几何中心的速度[vxvyTwz](t)控制麦轮平台运动，结合PID算法，以加快麦轮平台向目标点移动，所述麦轮移动平台T几何中心的速度[vxvywz](t)的计算公式如下2CN109397249A权利要求书2/3页T若当前时刻二维码位姿与设定的目标位姿之间的偏差[xoffsetyoffsetyawoffset](t)小于T所述阈值[xoffsetyoffsetyawoffset](t)，则麦轮平台保持静止状态，即s35.将相机坐标系OcameraXYZ的速度信息变换到麦轮平台坐标系Omecanum_baseXYZ，变换公式为：其中，表示相机坐标系下OcameraXYZ求得的速度；表示麦轮平台坐标系下Omecanum_baseXYZ，麦轮平台运动中心的速度。s36.根据得到的麦轮平台几何中心的速度信息转换为每个麦克纳姆