一种基于软体手的复合机器人的抓取方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于软体手的复合机器人的抓取方法及系统，包括：基于平面地图，根据可视空间的点云信息，确定待抓取物体的初始位置；设定初始位置的侧上方为初始观测区域；规划移动路径，在限定速度内向初始观测区域移动，并在移动过程中不断更新待抓取物体的位置，获得最优观测区域；软体手基于不断更新的位置，在移动过程中不断调整抓取姿态；软体手的抓取端移动到最优观测区域内时，软体手抓取待测抓取物体。本发明专利技术在平台移动过程中同步调整机械臂软体手的抓取姿态，结合观测区域，可以实现移动到抓取动作的无缝衔接，省略了现有技术中必须要等待平台停止才进行抓取工作的固定式抓取流程，提高待抓取物体的抓取效率。提高待抓取物体的抓取效率。提高待抓取物体的抓取效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于软体手的复合机器人的抓取方法及系统


[0001]本专利技术涉及抓取
，特别涉及一种基于软体手的复合机器人的抓取方法及系统。

技术介绍

[0002]复合机器人指的是具有移动平台的抓取机器人，其包括一个移动式平台及用于抓取作用的多轴机械臂，移动平台带动机械臂移动到指定位置进行抓取作业。
[0003]目前，复合机器人通常应用于固定式的夹取系统中，例如机器人的移动路径唯一、夹取对象唯一的单一夹取系统，具体为应用在工业生产领域的生产线上，这种机器人需要特定的标定物对机器人的移动进行定位，例如设置二维码、激光灯定位方式。由于路径和夹取对象唯一，所以该种机器人夹取结构通常为硬质夹爪。
[0004]现有的机械臂中为了应对不同夹取对象的不同形状，硬质夹爪的结构由于其缺少缓冲、保护的效果，无法适应不同形状的夹取要求，故现在出现了基于软体手的机械臂。
[0005]但是，无论是现有的硬质夹爪还是软体夹爪的复合式机器人，其在应用在夹取工作中时，夹取系统通常包括分离的移动平台(车辆)的移动系统和机械臂的夹取系统，在夹取作业中则体现为移动平台首先需要移动到待抓取物体附近后，才启动机械臂的夹取定位和夹取动作，也即移动平台和机械臂都具有各自的独立的定位点，也即机械臂需要移动平台首先确定移动点，移动到位后才开始机械臂的夹取计算，由于分离的移动和夹取系统缺少配合，导致抓取的效率偏低。

技术实现思路

[0006]为了克服目前现有的复合机器人中分立的移动和抓取导致抓取效率低的问题，本专利技术提供基于软体手的复合机器人的抓取方法及系统。
[0007]本专利技术为解决上述技术问题，提供一种基于软体手的复合机器人的抓取方法，包括如下步骤：基于平面地图，机器人移动到可视空间内；根据可视空间的点云信息，确定待抓取物体的初始位置；基于待抓取物体的初始位置，设定该初始位置的侧上方为初始观测区域；规划移动路径，在限定速度内向初始观测区域移动，并在移动过程中不断更新待抓取物体的位置，获得最优观测区域；软体手基于不断更新的位置，在移动过程中不断调整抓取姿态；软体手的抓取端移动到最优观测区域内时，软体手在最优观测区域抓取待测抓取物体。
[0008]优选地，在识别出待抓取物体的初始位置时，预测待抓取物体的姿态，具体包括：基于待抓取物体的点云信息，在待抓取物体的外周侧构建立方体；确定立方体的抓取平面；将宽高比最小的抓取平面作为抓取面，同时根据当前抓取面的方向调整软体手的抓取方向。
[0009]优选地，待抓取物体的立方体、抓取面及抓取空间随着待抓取物体的位置不断更新。
[0010]优选地，规划移动路径时，包括以下步骤：以当前确定的观测区域为最终位置，在起始位置和最终位置之间识别出障碍物；以圆形覆盖障碍物，将起始位置和最终位置通过多段线段连接，经过圆形的线段与圆形相切，获得移动路径。
[0011]优选地，移动路径包括平台移动路径及软体手的抓取端移动路径；当软体手的抓取端移动到最优观测区域内时，抓取步骤具体包括：平台移动路径在预设时间内位于最优观测区域；获取软体手的有效抓取空间，当平台移动至最优观测区域内时，软体手的有效抓取空间与最优观测区域存在交集，软体手的抓取时间小于预设时间。
[0012]本专利技术还提供一种基于软体手的复合机器人的抓取系统，包括：地图循迹单元，用于基于平面地图，机器人移动到可视空间内；点云识别单元，用于根据可视空间的点云信息，确定待抓取物体的初始位置；区域选定单元，用于基于待抓取物体的初始位置，设定该初始位置的侧上方为初始观测区域；区域更新单元，用于规划移动路径，在限定速度内向初始观测区域移动，并在移动过程中不断更新待抓取物体的位置，获得最优观测区域；抓取姿势更新单元，用于软体手基于不断更新的位置，在移动过程中不断调整抓取姿态；抓取单元，用于软体手的抓取端移动到最优观测区域内时，软体手在最优观测区域抓取待测抓取物体。
[0013]与现有技术相比，本专利技术提供的一种基于软体手的复合机器人的抓取方法及系统，具有以下优点：
[0014]1、通过对待抓取物体的点云识别，获得初始位置，在机器人移动的过程中不断更新待抓取物体的具体位置，不断获得更加准确的观测区域，而基于观测区域的位置来决定机器人带动软体手的移动方向，由于没有限定机器人中平台的具体移动终点，只需要将软体手带到最优观测区域内实现抓取即可，减少平台移动的具体计算，提高整个抓取工作的运算效率。同时，在平台移动过程中同步调整机械臂软体手的抓取姿态，结合侧上方定义的观测区域，使得当机械臂移动到可抓取的空间内时，可基于观测区域的方向直接进行向下或水平方向的抓取，移动和抓取动作的无缝衔接，省略了现有技术中必须要等待平台停止才进行抓取工作的固定式抓取流程，提高待抓取物体的抓取效率。
[0015]2、通过点云的自主识别方式，让机器人自动规划路径循迹移动到待抓取物体的位置，其特别适用于现有的室内家居夹取搬运机器人中对不同种类、不同形状的物体的自主夹取工作，不需要设定固定的路径和固定的夹取物种类，解决了日常生活场景中服务机器人针对非结构化环境中不确定物体的抓取问题，如帮助老人递送日常物品(水果、水杯、食物等)，适应性强，真正使机器人像人一样操作物体，实现多样化的任务而非固定的任务。
附图说明
[0016]图1为本专利技术第一实施例提供的一种基于软体手的复合机器人的抓取方法的流程图。
[0017]图2为本专利技术第一实施例提供的一种基于软体手的复合机器人的抓取方法中观测区域的方位示意图。
[0018]图3为本专利技术第一实施例提供的一种基于软体手的复合机器人的抓取方法中抓取姿态调整的流程图。
[0019]图4为本专利技术第一实施例提供的一种基于软体手的复合机器人的抓取方法中路径
规划的流程图。
[0020]图5为本专利技术第一实施例提供的一种基于软体手的复合机器人的抓取方法中抓取过程的流程图。
[0021]图6为本专利技术第二实施例提供的一种基于软体手的复合机器人的抓取系统的模块图。
[0022]附图标记说明：
[0023]1、地图循迹单元；2、点云识别单元；3、区域选定单元；4、区域更新单元；5、抓取姿势更新单元；6、抓取单元。
具体实施方式
[0024]为了使本专利技术的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0025]请参阅图1，本专利技术第一实施例提供一种基于软体手的复合机器人的抓取方法，包括以下步骤：
[0026]步骤S1：基于平面地图，机器人移动到可视空间内。
[0027]步骤S2：根据可视空间的点云信息，确定待抓取物体的初始位置。
[0028]步骤S3：基于待抓取物体的初始位置，设定该初始位置的侧上方为初始观测区域。
[0029]步骤S4：规划移动路径，在限定速度内向初始观测区域移动，并在移动过程中不断更新待抓取物体的位置，获本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于软体手的复合机器人的抓取方法，其特征在于：包括如下步骤：基于平面地图，机器人移动到可视空间内；根据可视空间的点云信息，确定待抓取物体的初始位置；基于待抓取物体的初始位置，设定该初始位置的侧上方为初始观测区域；规划移动路径，在限定速度内向初始观测区域移动，并在移动过程中不断更新待抓取物体的位置，获得最优观测区域；软体手基于不断更新的位置，在移动过程中不断调整抓取姿态；软体手的抓取端移动到最优观测区域内时，软体手在最优观测区域抓取待测抓取物体。2.如权利要求1中所述基于软体手的复合机器人的抓取方法，其特征在于：在识别出待抓取物体的初始位置时，预测待抓取物体的姿态，具体包括：基于待抓取物体的点云信息，在待抓取物体的外周侧构建立方体；确定立方体的抓取平面；将宽高比最小的抓取平面作为抓取面，同时根据当前抓取面的方向调整软体手的抓取方向。3.如权利要求2中所述基于软体手的复合机器人的抓取方法，其特征在于：待抓取物体的立方体、抓取面及抓取空间随着待抓取物体的位置不断更新。4.如权利要求1中所述基于软体手的复合机器人的抓取方法，其特征在于：规划移动路径时，包括以下步骤：以当前确定的观测区域为最终位置，在起始位置和最终位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，佀昶，刘珂，
申请(专利权)人：安徽果力智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：