机器人3D视觉快速定位抓取方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种机器人3D快速定位抓取方法及系统，包括：通过高速的3D结构光成像对目标物体的表面轮廓进行扫描，形成点云数据；对所述点云数据进行智能分析处理；根据智能化技术获取所述目标物体的实时空间坐标和姿态信息，并引导机器人完成自动抓取任务。本发明专利技术通过3D定位引导机器人抓取物体，并根据三维特征定点放置通过；3D视觉实现了三维扫描定位快速建立、更换数据模型，能够满足小批量多品种的生产需求，还能智能分析物体的抓取优先级，引导工业机器人快速精准抓取工件，有效解决上下层物体相互干扰的问题。下层物体相互干扰的问题。下层物体相互干扰的问题。

【技术实现步骤摘要】
机器人3D视觉快速定位抓取方法及系统


[0001]本专利技术涉及机器人
，特别涉及一种3机器人3D视觉快速定位抓取方法及系统。

技术介绍

[0002]系统控制功能的最终实现是要靠执行机构来完成加油自动化，它是最后一个关键环节，在设计时执行机构可选用机电系统，但需要考虑的除了其加工制造和装配精度以外，其动态特性，特别是快速性和稳定性要特别考虑。
[0003]机器视觉系统的各个组成部分环环紧扣，从镜头到图像采集卡以及系统平台相互匹配才能获得理想的图像质量和成功的机器视觉应用系统。机器视觉系统极大减轻了人工检测的难度和强度，提高了产品的检测质量和速度，已经代替了传统的人工检测和测量，同时利于系统信息的集成。
[0004]近几年，基于图像处理的智能机械臂已经成为工业AGV(Automated GuidedVehicle)车辆、家居服务机器人、救援机器人、物流分拣机器人等领域的研究热点，受到了国内外众多领域的学者和工程师的关注。
[0005]然而，在现有技术中摄像装置等都集成在机器人或者机械臂上，这需要多自由度的机械臂的配合才能够完整的获取物体的相关信息，这样做成本大大提高，不适用于工业生产和日常生活。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决的技术问题在于，提供了一种机器人3D快速定位抓取方法及系统，能够通过对物体3D数据扫描以实现三维准确定位，引导机器人/机械手准确抓取定位物体。
[0007]本专利技术解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的：
[0008]一种机器人3D快速定位抓取方法，包括：通过高速的3D结构光成像对目标物体的表面轮廓进行扫描，形成点云数据；对所述点云数据进行智能分析处理；根据智能化技术获取所述目标物体的实时空间坐标和姿态信息，并引导机器人完成自动抓取任务。
[0009]在本专利技术的较佳实施例中，上述并引导机器人完成自动抓取任务的步骤，包括：通过机器人3D定位引导所述机器人抓取目标物体，并根据所述目标物体的三维特征定点放置。
[0010]在本专利技术的较佳实施例中，上述根据智能化技术计算出目标物体的实时空间坐标，并引导机器人完成自动抓取任务的步骤，包括：通过3D视觉方案实现三维扫描定位快速建立、更换数据模型；根据生产需求智能分析各工件的抓取优先级，引导所述机器人快速精准抓取优先级高的工件。
[0011]在本专利技术的较佳实施例中，上述对所述点云数据进行智能分析处理的步骤之后，包括：根据所述点云数据确认所述目标物体的形状或三维特征。
[0012]在本专利技术的较佳实施例中，上述并引导机器人完成自动抓取任务的步骤，包括：根
据所述目标物体的实时空间坐标和姿态信息，确认所述目标物体的可行抓取点。
[0013]一种机器人3D快速定位抓取系统，包括：机器人和3D结构光成像装置；所述3D结构光成像装置，用于通过高速的3D结构光成像对目标物体表面轮廓进行扫描，形成点云数据，并对所述点云数据进行智能分析处理，再根据智能化技术计算出目标物体的实时空间坐标，并引导机器人完成自动抓取任务；所述机器人，用于根据所述3D结构光成像装置采集的信息自动抓取目标物体。
[0014]在本专利技术的较佳实施例中，上述3D结构光成像装置通过机器人3D定位引导所述机器人抓取目标物体，并根据所述目标物体的三维特征定点放置。
[0015]在本专利技术的较佳实施例中，上述3D结构光成像装置通过3D视觉方案实现三维扫描定位快速建立、更换数据模型；根据生产需求智能分析各工件的抓取优先级，引导所述机器人快速精准抓取优先级高的工件。
[0016]在本专利技术的较佳实施例中，上述3D结构光成像装置根据所述点云数据确认所述目标物体的形状或三维特征。
[0017]在本专利技术的较佳实施例中，上述机器人根据所述目标物体的实时空间坐标和姿态信息，确认所述目标物体的可行抓取点。
[0018]本专利技术采用上述技术方案达到的技术效果是：通过3D定位引导机器人抓取目标物体并根据三维特征定点放置，实现了三维扫描定位快速建立、更换数据模型，根据生产需求智能分析工件抓取优先级，并引导工业机器人快速精准抓取优先级高的目标物体。
[0019]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明。
附图说明
[0020]图1为本专利技术示出的一种机器人3D快速定位抓取方法的流程图；
[0021]图2为本专利技术示出的一种机器人3D快速定位抓取系统的结构框图。
具体实施方式
[0022]为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的实施例保护的范围。通过具体实施方式的说明，当可对本专利技术为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，而且所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本专利技术加以限制。
[0023]系统控制功能的最终实现是要靠执行机构来完成加油自动化，它是最后一个关键环节，在设计时执行机构可选用机电系统，但需要考虑的除了其加工制造和装配精度以外，其动态特性，特别是快速性和稳定性要特别考虑。
[0024]机器视觉系统的各个组成部分环环紧扣，从镜头到图像采集卡以及系统平台相互匹配才能获得理想的图像质量和成功的机器视觉应用系统。机器视觉系统极大减轻了人工
检测的难度和强度，提高了产品的检测质量和速度，已经代替了传统的人工检测和测量，同时利于系统信息的集成。
[0025]使用机器视觉系统具备以下功能：
[0026]重复性——机器可以以相同的方法一次一次的完成检测工作而不会感到疲倦。与此相反，人眼每次检测产品时都会有细微的不同，即使产品时完全相同的。
[0027]精确性——由于人眼有物理条件的限制，在精确性上机器有明显的优点。即使人眼依靠放大镜或显微镜来检测产品，机器仍然会更加精确，因为它的精度能够达到千分之一英寸。
[0028]速度——机器能够更快的检测产品。特别是当检测高速运动的物体时，比如说生产线上，机器能够提高生产效率。
[0029]客观性——人眼检测还有一个致命的缺陷，就是情绪带来的主观性，检测结果会随工人心情的好坏产生变化，而机器没有喜怒哀乐，检测的结果自然非常可观可靠。
[0030]成本——由于机器比人快，一台自动检测机器能够承担好几个人的任务。而且机器不需要停顿、不会生病、能够连续工作，所以能够极大的提高生产效率。
[0031]请参参阅图1，图1为本专利技术示出的一种机器人3D快速定位抓取方法的流程图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人3D快速定位抓取方法，其特征在于，包括：通过高速的3D结构光成像对目标物体的表面轮廓进行扫描，形成点云数据；对所述点云数据进行智能分析处理；根据智能化技术获取所述目标物体的实时空间坐标和姿态信息，并引导机器人完成自动抓取任务。2.如权利要求1所述的机器人3D快速定位抓取方法，其特征在于，并引导机器人完成自动抓取任务的步骤，包括：通过机器人3D定位引导所述机器人抓取目标物体，并根据所述目标物体的三维特征定点放置。3.如权利要求1所述的机器人3D快速定位抓取方法，其特征在于，根据智能化技术计算出目标物体的实时空间坐标，并引导机器人完成自动抓取任务的步骤，包括：通过3D视觉方案实现三维扫描定位快速建立、更换数据模型；根据生产需求智能分析各工件的抓取优先级，引导所述机器人快速精准抓取优先级高的工件。4.如权利要求2所述的机器人3D快速定位抓取方法，其特征在于，对所述点云数据进行智能分析处理的步骤之后，包括：根据所述点云数据确认所述目标物体的形状或三维特征。5.如权利要求1所述的机器人3D快速定位抓取方法，其特征在于，并引导机器人完成自动抓取任务的步骤，包括：根据所述目标物体的实时空间坐标和姿态信息，确认所述目标物体的可行抓...

【专利技术属性】
技术研发人员：张毅刚，何雄，
申请(专利权)人：上海容之智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：