双目视觉系统、移动抓取机器人和自动取货方法技术方案

本发明专利技术提供一种双目视觉系统、移动抓取机器人和自动取货方法。该双目视觉系统包括：主壳；一对旋转翼板，该对所述旋转翼板分别布置在所述主壳的相对两侧壁外，并且该对所述旋转翼板的转轴布置在所述主壳的同一端；一对摄像装置，该对所述摄像装置分别布置在一对所述旋转翼板背向所述主壳的侧壁的安装面；同步机构，所述同步机构在一对所述旋转翼板的根部之间形成同步传动连接。本发明专利技术的双目视觉系统可通过同步机构带动同步转动，在转动过程中可重复获取图像和点云数据，使得双目视觉系统的视场角能够在一定的阈值范围内变化，并且能够增大视场角，获取更远距离范围内的视觉信息，并且结构简单，易于控制。

Binocular Vision System, Mobile Grabbing Robot and Automatic Cargo Collection Method

The invention provides a binocular vision system, a mobile grasping robot and an automatic pickup method. The binocular vision system includes: a main shell; a pair of rotating flanges, which are respectively arranged outside the relative sides of the main shell, and the rotating axle of the rotating flanges is arranged at the same end of the main shell; a pair of camera devices, which are respectively arranged on the installation surfaces of the side walls of the main shell with the back of the rotating flanges; The synchronous mechanism forms a synchronous transmission connection between the roots of the rotating wing plates. The binocular vision system of the present invention can drive synchronous rotation by synchronous mechanism, acquire image and point cloud data repeatedly in the process of rotation, so that the field of view angle of the binocular vision system can change in a certain threshold range, and can increase the field of view angle, obtain visual information in a longer range, and has simple structure and easy control.

【技术实现步骤摘要】
双目视觉系统、移动抓取机器人和自动取货方法
本专利技术涉及机器人
，特别涉及一种双目视觉系统、机器人和自动取货方法。
技术介绍
机器人抓取货品时需要视觉系统拍摄周围环境以有效的机械臂避障，现有视觉系统存在视场过小的问题，因此视觉系统通常架设在较远距离以获得更多的环境信息，但这就需要视觉系统拥有足够高的分辨率以获取货品的细节信息，增加硬件成本。
技术实现思路
为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种双目视觉系统，该双目视觉系统包括：主壳；一对旋转翼板，该对所述旋转翼板分别布置在所述主壳的相对两侧壁外，并且该对所述旋转翼板的转轴布置在所述主壳的同一端；一对摄像装置，该对所述摄像装置分别布置在一对所述旋转翼板背向所述主壳的侧壁的安装面；同步机构，所述同步机构在一对所述旋转翼板的根部之间形成同步传动连接。可选地，所述同步机构与一对所述旋转翼板的根部齿啮合，以在一对所述旋转翼板的根部之间形成同步传动连接。可选地，所述同步机构包括蜗杆，所述一对所述旋转翼板的根部外周布置有与所述蜗杆啮合的外齿。可选地，成对的所述旋转翼板相对于所述主壳对称布置。可选地，所述主壳内设置有动力设备；所述动力设备的输出端设置有减速器，所述蜗杆安装于所述减速器的输出端。本专利技术的实施例还提供了一种移动抓取机器人，该移动抓取机器人包括：可移动基座；支撑柱，所述支撑柱竖立安装于所述可移动基座的上方；机械臂，所述机械臂安装于所述支撑柱的顶端；机械手，所述机械手设置于所述机械臂的末端；中转箱，所述中转箱装设于所述支撑柱；其中，所述支撑柱在所述可移动基座的前进侧和后退侧分别布置有一对避障传感器，并且该对所述避障传感器在所述支撑柱的高度方向上具有高度差；并且，所述机械手装设有与所述机械手同步移动的双目视觉系统。可选地，所述支撑柱在所述可移动基座的后退侧安装有惯性测量单元，所述惯性测量单元位于同一侧的所述避障传感器的下方。本专利技术的实施例还提供了一种自动取货方法，该自动取货方法用于控制上述的移动抓取机器人抓取货品，并且所述自动取货方法包括由所述移动抓取机器人的控制器执行的以下步骤：利用所述避障传感器的采集信号驱动所述可移动基座向货架位置移动；当所述可移动基座到达所述货架后，调整摄像装置之间的夹角以获取三维点云数据和图像；驱动同步结构使得摄像装置之间的夹角增大，重复获取三维点云数据，直至成对的摄像装置的水平视场角大于180°；将获得的点云数据拼接，获得货架的三维点云数据；根据所述视觉系统获得的图像及点云数据，确定货架内的货品的位置和抓取点；当根据确定的所述抓取点判断出所述货品适于抓取时，通过所述点云数据确定所述货品周围的障碍物位置；根据所述货品的位置和抓取点、以及所述障碍物位置，驱动所述机械臂移动和所述机械手协同移动，以利用所述机械手将所述货品抓取放入至所述中转箱。可选地，通过所述点云数据确定所述货品周围的障碍物位置和驱动所述机械臂移动和所述机械手协同移动之间还包括：根据所述货品的位置和抓取点、以及所述障碍物位置，驱动所述可移动基座移动进行位置补偿。可选地，驱动所述可移动基座移动进行位置补偿和驱动所述机械臂移动和所述机械手协同移动之间还包括：根据点云数据判断待抓取货品的体积，待抓取货品体积选取能够抓取相应体积货品的机械手。由以上技术方案可知，本专利技术的双目视觉系统可通过同步机构带动同步转动，在转动过程中可重复获取图像和点云数据，使得双目视觉系统的视场角能够在一定的阈值范围内变化，并且能够增大视场角，获取更远距离范围内的视觉信息，并且结构简单，易于控制。附图说明以下附图仅对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。图1为本专利技术实施例双目视觉系统示意图。图2为本专利技术实施例机械手示意图。图3为本专利技术实施例的移动抓取机器人立体图。图4为图3中机械臂示意图。图5为本专利技术实施例的移动抓取机器人侧视图。图6为图5中支撑柱示意图。图7为本专利技术实施例机械手示意图。图8为本专利技术实施例的自动取货方法流程图。图9为本专利技术另一实施例的自动取货方法流程图。图10为图9中步骤S2具体流程图。其中：1可移动基座2支撑柱21支撑柱安装板、22加强筋3机械臂31第一转动臂32第二转动臂321第一弯折部、322第二弯折部、323第二转动臂本体33第三转动臂、333第三转动臂本体、331第三弯折部、332第四弯折部34第四转动臂、35第五转动臂、37机械臂安装板4机械手41支架、42两指式机械手、43吸盘式机械手51视觉系统安装架52摄像装置6双目视觉系统61主壳、62电机、63减速器、64蜗杆、65轴承、66旋转翼板、68转轴661外齿71连接板、72中转箱、73电动缸721端盖8激光雷达传感器9惯性测量单元具体实施方式为了对专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本专利技术相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。为了解决现有技术中对视觉系统视场过小的技术问题，如图1和图2所示，本专利技术的实施例提供了一种双目视觉系统。该双目视觉系统6包括主壳61、电机62、减速器63、蜗杆64、轴承65、旋转翼板66和摄像装置52。电机62、减速器63、蜗杆64和轴承65均位于主壳61内，减速器63安装于电机62的输出端，蜗杆64安装于减速器63的输出端，主壳61内固定有转轴68，成对设置的旋转翼板66的根部通过轴承65安装于该转轴68，成对的旋转翼板66分别布置在主壳61的相对两侧壁外，并且该对旋转翼板66的转轴68布置在主壳61的同一端；可选地两个旋转翼板66相对于主壳61的延伸方向对称设置。具体而言，旋转翼板66的根部开设有安装孔，轴承65外圈安装于该安装孔，轴承65的内圈安装于转轴68，进而旋转翼板66可绕转轴68转动，旋转翼板66的根部边缘以轴承65为中心设置有外齿661，该外齿661与蜗杆64相啮合，进而蜗杆64在转动时可带动旋转翼板66转动。旋转翼板66安装有摄像装置52，成对的摄像装置52分别布置在一对旋转翼板66背向主壳61的侧壁的安装面，以方便摄像，两个摄像装置52相对于主壳61对称设置，由于旋转翼板66可相对主壳61转动，进而摄像装置52也同时可转动，并且，两个旋转翼板66与同一蜗杆64啮合，因而当蜗杆64转动时，两个旋转翼板66反向同角度转动，即随着蜗杆64的转动，两个旋转翼板66同步转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双目视觉系统(6)，其特征在于，包括：主壳(61)；一对旋转翼板(66)，该对所述旋转翼板(66)分别布置在所述主壳(61)的相对两侧壁外，并且该对所述旋转翼板(66)的转轴(68)布置在所述主壳(61)的同一端；一对摄像装置(52)，该对所述摄像装置(52)分别布置在一对所述旋转翼板(66)背向所述主壳(61)的侧壁的安装面；同步机构，所述同步机构在一对所述旋转翼板(66)的根部之间形成同步传动连接。

【技术特征摘要】
1.一种双目视觉系统(6)，其特征在于，包括：主壳(61)；一对旋转翼板(66)，该对所述旋转翼板(66)分别布置在所述主壳(61)的相对两侧壁外，并且该对所述旋转翼板(66)的转轴(68)布置在所述主壳(61)的同一端；一对摄像装置(52)，该对所述摄像装置(52)分别布置在一对所述旋转翼板(66)背向所述主壳(61)的侧壁的安装面；同步机构，所述同步机构在一对所述旋转翼板(66)的根部之间形成同步传动连接。2.根据权利要求1所述的双目视觉系统，其特征在于，所述同步机构与一对所述旋转翼板(66)的根部齿啮合，以在一对所述旋转翼板(66)的根部之间形成同步传动连接。3.根据权利要求1所述的双目视觉系统，其特征在于，所述同步机构包括蜗杆(64)，所述一对所述旋转翼板(66)的根部外周布置有与所述蜗杆啮合的外齿。4.根据权利要求1所述的双目视觉系统(6)，其特征在于，成对的所述旋转翼板(66)相对于所述主壳(61)对称布置。5.根据权利要求3所述的双目视觉系统(6)，其特征在于，所述主壳(61)内设置有动力设备；所述动力设备的输出端设置有减速器(63)，所述蜗杆(64)安装于所述减速器(63)的输出端。6.一种移动抓取机器人，其特征在于，包括：可移动基座(1)；支撑柱(2)，所述支撑柱(2)竖立安装于所述可移动基座(1)的上方；机械臂(3)，所述机械臂(3)安装于所述支撑柱(2)的顶端；机械手(4)，所述机械手(4)设置于所述机械臂(3)的末端；中转箱(72)，所述中转箱(72)装设于所述支撑柱(2)；其中，所述支撑柱(2)在所述可移动基座(1)的前进侧和后退侧分别布置有一对避障传感器(8)，并且该对所述避障传感器(8)在所述支撑柱(2)的高度方向上具有高度差；并...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜峣，冯一骁，眭若旻，李铁民，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11