物体抓取系统技术方案

本发明专利技术提供了一种物体抓取系统，包括深度相机，包括投影机和光接收传感器，所述投影机用于向垂直放置的按压瓶垂直投射结构光，所述光接收传感器用于接收所述按压瓶反射后的所述结构光生成俯视所述按压瓶方向的点云图；处理器模块，用于获取按压瓶的点云图，并在所述点云图上截取ROI区域以确定第一目标点云，确定所述第一目标点云的最长轴，根据所述第一目标点云的最长轴确定所述第一目标点云在最长轴方向的对称轴，根据所述对称轴确定所述按压瓶的吸取点或抓取点；机器人模块，用于根据所述按压瓶的吸取点或抓取点对所述按压瓶的进行吸取或抓取，本发明专利技术能够实现顶部出液嘴为长条形的物体如按压瓶的吸取或抓取。条形的物体如按压瓶的吸取或抓取。条形的物体如按压瓶的吸取或抓取。

【技术实现步骤摘要】
物体抓取系统


[0001]本专利技术涉及分拣机器人，具体地，涉及一种物体抓取系统。

技术介绍

[0002]分拣机器人（Sorting robot），是一种具备了传感器、物镜和电子光学系统的机器人，可以快速进行货物分拣。
[0003]现有的分拣机器人抓取瓶状物往往采用将瓶状物放倒，然后通过吸盘式夹具吸取的方式实现抓取。但实际场景中存在可能没有放倒空间的情况，如瓶状物紧密排列、瓶状物所处位置空间狭窄等情形。
[0004]此外，对于小口径瓶状物，由于小口径瓶状物的顶部抓取空间小，因此需要对小口径瓶状物的顶部抓取空间进行准确的识别，才能够实现小口径瓶状物的抓取或吸取，但是现有技术中尚没有能够对小口径瓶状物准确识别的方法，因此对于重量较大的小口径瓶状物，无论是机械手还是吸盘往往都不具备相应的抓取能力。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种物体抓取系统。
[0006]根据本专利技术提供的物体抓取系统，包括：深度相机，包括投影机和光接收传感器，所述投影机用于向垂直放置的按压瓶垂直投射结构光，所述光接收传感器用于接收所述按压瓶反射后的所述结构光生成俯视所述按压瓶方向的点云图；处理器模块，用于获取按压瓶的点云图，并在所述点云图上截取ROI区域以确定第一目标点云，确定所述第一目标点云的最长轴，根据所述第一目标点云的最长轴确定所述第一目标点云在最长轴方向的对称轴，根据所述对称轴确定所述按压瓶的吸取点或抓取点；机器人模块，用于根据所述按压瓶的吸取点或抓取点对所述按压瓶的进行吸取或抓取。
[0007]优选地，所述处理器模块包括：点云获取单元，用于获取按压瓶的点云图，并在所述点云图上截取ROI区域以确定第一目标点云；最长轴确定单元，用于确定所述第一目标点云的最长轴；点位确定单元，用于根据所述第一目标点云的最长轴确定所述第一目标点云在最长轴方向的对称轴，进而根据所述对称轴确定所述按压瓶吸取点或抓取点。
[0008]优选地，所述最长轴确定单元包括如下部分：点云获取部，用于获取所述第一目标点云；主成分分析部，用于对所述第一目标点云进行主成分分析将第一目标点云转换为一特征向量空间中的多个特征向量；
轴向确定部，用于根据所述特征向量确定所述第一目标点云的最长轴和最短轴。
[0009]优选地，所述点位确定单元包括如下部分：点云位置调整部，用于将所述第一目标点云的最长轴朝向所述特征向量空间的X轴，所述ROI区域的最短轴朝向所述特征向量空间的Z轴；对称轴确定部，用于根据所述第一目标点云的最长轴确定所述第一目标点云在最长轴方向的对称轴；点位确定部，用于根据所述对称轴确定所述按压瓶吸取点或抓取点。
[0010]优选地，所述对称轴确定部包括如下部分：镜面翻转分部，用于将所述第一目标点云沿XZ平面镜面翻转生成第二目标点云，同时确定所述翻转时的翻转矩阵；点云配准分部，用于将所述第一目标点云和所述第二目标点云进行配准，生成第三目标点云，同时确定所述第一目标点云在配准时的旋转矩阵；法向量确定分部，用于根据所述第一目标点云和所述第三目标点云上相对应的两个点确定对称轴的法向量；目标点确定分部，用于根据所述第一目标点云、所述翻转矩阵以及所述旋转矩阵确定对称轴上的目标点；对称轴确定分部，用于根据所述对称轴的法向量和所述目标点确定所述对称轴的位置。
[0011]优选地，所述对称轴确定部包括如下部分：镜面翻转分部，用于将所述第一目标点云沿XZ平面镜面翻转生成第二目标点云；点云配准分部，用于将所述第一目标点云和所述第二目标点云进行配准，生成沿所述特征向量空间的X轴对称的第三目标点云，同时确定所述第一目标点云在配准时的旋转矩阵；对称轴确定分部，用于确定所述第三目标点云的对称轴，进而根据所述旋转矩阵确定所述第一目标点云的对称轴。
[0012]优选地，所述点云位置调整部用于控制所述第一目标点云的最长轴尽可能与所述特征向量空间的X轴朝向一致，将所述ROI区域的最短轴尽可能与所述特征向量空间的Z轴朝向一致。
[0013]优选地，所述投影机用于向垂直放置的按压瓶垂直投射结构光，所述光接收传感器用于接收所述按压瓶反射后的所述结构光生成俯视所述按压瓶方向的点云图；所述ROI区域为所述点云图中所述按压瓶上顶部出液嘴的区域。
[0014]优选地，在确定包括所述按压瓶上顶部出液嘴的ROI区域时，通过RGB相机采集俯视所述按压瓶方向的RGB图像，所述RGB图像和所述点云图对齐；先通过深度学习模型在所述RGB图像识别出包括所述按压瓶上顶部出液嘴的ROI区域，然后再在所述点云图上确定出包括所述按压瓶上顶部出液嘴的ROI区域。
[0015]优选地，所述机器人模块包括末端执行器，通过所述末端执行器对所述按压瓶的进行抓取；所述末端执行器为气囊夹具，所述气囊夹具包括：夹具座，开设有安装位；
气囊，设于所述安装位；且所述气囊的侧壁形成一夹持空间，充气状态下所述气囊的外侧壁受到所述夹具座施加的径向支撑力，所述气囊的内侧壁径向向内膨胀以夹持待夹持物；所述夹具座上设有第一避让缺口，所述气囊上对应所述第一避让缺口的位置设有第二避让缺口；所述第一避让缺口和第二避让缺口用于所述出液嘴的移动通道以使所述出液嘴进入所述夹持空间。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术中通过获取按压瓶的点云图，并在所述点云图上截取ROI区域以确定第一目标点云，确定所述第一目标点云的最长轴，根据所述第一目标点云的最长轴确定所述第一目标点云在最长轴方向的对称，根据所述对称轴确定所述按压瓶吸取点或抓取点，实现顶部出液嘴为长条形的物体如按压瓶的吸取或抓取；本专利技术中通过主成分分析将第一目标点云转换为一特征向量空间中的多个特征向量确定第一目标点云的最长轴，进而根据将所述第一目标点云和沿XZ平面镜面翻转生成第二目标点云进行配准生成第三目标点云，然后在进行对称轴的计算，实现在长条形物体上点云密度较底时对称轴的准确计算，进而实现吸取点或抓取点的准确计算。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
[0018]图1为本专利技术实施例中物体抓取系统的第一模块示意图。
[0019]图2为本专利技术实施例中物体抓取系统的第二模块示意图。
[0020]图3为本专利技术实施例中物体抓取系统的第三模块示意图。
[0021]图4为本专利技术实施例中物体抓取系统的第四模块示意图。
[0022]图5为本专利技术实施例中物体抓取系统的第五模块示意图。
[0023]图6为本专利技术实施例中物体抓取系统的第六模块示意图。
[0024]图7为本专利技术实施例中物体抓取姿态识别的原理示意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种物体抓取系统，其特征在于，包括：深度相机，包括投影机和光接收传感器，所述投影机用于向垂直放置的按压瓶垂直投射结构光，所述光接收传感器用于接收所述按压瓶反射后的所述结构光生成俯视所述按压瓶方向的点云图；处理器模块，用于获取按压瓶的点云图，并在所述点云图上截取ROI区域以确定第一目标点云，确定所述第一目标点云的最长轴，根据所述第一目标点云的最长轴确定所述第一目标点云在最长轴方向的对称轴，根据所述对称轴确定所述按压瓶的吸取点或抓取点；机器人模块，用于根据所述按压瓶的吸取点或抓取点对所述按压瓶的进行吸取或抓取，所述机器人模块包括末端执行器，通过所述末端执行器对所述按压瓶的进行抓取；所述末端执行器为气囊夹具，所述气囊夹具包括：夹具座，开设有安装位；气囊，设于所述安装位；且所述气囊的侧壁形成一夹持空间，充气状态下所述气囊的外侧壁受到所述夹具座施加的径向支撑力，所述气囊的内侧壁径向向内膨胀以夹持待夹持物；所述夹具座上设有第一避让缺口，所述气囊上对应所述第一避让缺口的位置设有第二避让缺口；所述第一避让缺口和第二避让缺口用作所述按压瓶上端出液嘴的移动通道以使所述出液嘴进入所述夹持空间。2.根据权利要求1所述的物体抓取系统，其特征在于，所述处理器模块包括：点云获取单元，用于获取按压瓶的点云图，并在所述点云图上截取ROI区域以确定第一目标点云；最长轴确定单元，用于确定所述第一目标点云的最长轴；点位确定单元，用于根据所述第一目标点云的最长轴确定所述第一目标点云在最长轴方向的对称轴，进而根据所述对称轴确定所述按压瓶吸取点或抓取点。3.根据权利要求2所述的物体抓取系统，其特征在于，所述最长轴确定单元包括如下部分：点云获取部，用于获取所述第一目标点云；主成分分析部，用于对所述第一目标点云进行主成分分析将第一目标点云转换为一特征向量空间中的多个特征向量；轴向确定部，用于根据所述特征向量确定所述第一目标点云的最长轴和最短轴。4.根据权利要求2所述的物体抓取系统，其特征在于，所述点位确定单元包括如下部分：点云位置调整部，用于将所述第一目标点云的最长轴朝向所述特征向量空间的X轴，所述ROI区域的最短轴朝向所述特征向量空间的Z轴；对称轴确定部，用于根据所述第一目标点云的最长轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘中元，李勇奇，
申请(专利权)人：星猿哲科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：