抓取控制方法、装置、电子设备和存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种抓取控制方法、装置、电子设备和存储介质。本申请的抓取控制方法包括：获取至少一个待抓取物品的可抓取区域的掩膜；针对至少一个待抓取物品中的每个待抓取物品，获取其可抓取区域的掩膜的至少一个特征的特征值；针对获取的所述至少一个特征的特征值中的每一个，执行归一化处理，获得至少一个归一化特征值；基于每个待抓取物品的至少一个归一化特征值以及预设的权值，计算该待抓取物品的抓取优先值，使得在对至少一个待抓取物品进行抓取时，能够根据该抓取优先值控制抓取的顺序。本发明专利技术的抓取排序方法，相对于传统的方法，提高了排序的准确度，由于并非针对整个物品的特征进行处理，即便考虑了多因素，也不会显著降低运算的速度。降低运算的速度。降低运算的速度。

【技术实现步骤摘要】
抓取控制方法、装置、电子设备和存储介质


[0001]本申请涉及机械手臂或夹具的自动控制、程序控制B25J领域，更具体而言，特别涉及抓取控制方法、装置、电子设备和存储介质。

技术介绍

[0002]机器人具有感知、决策、执行等基本特征，可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，服务人类生活，扩大或延伸人的活动及能力范围。随着工业自动化和计算机技术的发展，机器人开始进入大量生产和实际应用阶段。在工业场景中，工业机器人已经有很普遍的应用，能够代替人类执行一些重复性或者具有危险的工作。传统的工业机器人设计，关注的重点在于机器人硬件的设计和制造，机器人本身不够“智能”。在工业现场使用机器人时，技术人员需要提前对整个工业现场的硬件设备，流水线，物料位置和机器人的任务路径等进行规划，例如，如果要对物品进行分拣搬运，现场工作人员需要先将不同种类的物品分拣出，并整齐地摆放于具有统一规格的物料框中，在使用机器人作业前，需要先将流水线，料框，搬运位置等确定好，并依据确定好的信息为机器人设置固定的运动路径，固定的抓取位置，固定的旋转角度，固定的的夹具等。
[0003]作为对上述传统机器人技术的改进，已经开发了基于机器人视觉的智能型程控机器人，然而目前的“智能”还比较简单，主要实现方式是通过相机等视觉采集装置获取与任务相关的图像数据，基于图像数据获得3D点云信息，再基于点云信息对机器人的作业进行规划，包括运动速度，运动轨迹等信息，从而控制机器人执行任务。然而现有的机器人控制方案碰到复杂的任务时，效果并不好。例如，在商超，物流等场景中，针对众多堆叠在一起的物品进行处理，这需要机械臂从散乱，无序场景中，借助视觉设备依次定位及识别物体所在位置，并使用吸盘、夹具或其它仿生器械拾取物体，被拾取的物体，通过机械臂运动，轨迹规划等操作将物体按照一定规则摆放至相应位置。在这样的工业场景下，使用机器人执行抓取存在很多困难，例如，场景中待抓取物品数量过多，光线不均匀，导致部分物品的点云质量较差，影响抓取的效果；物品种类多，且摆放不整齐，朝向五花八门，导致在抓取每个物品时，抓取点都不同，难以确定夹具的抓取位置；物品堆叠放置，容易产生抓取某个物品时带飞其它物品的情况。在这样的工业场景下，影响物品抓取难易程度的因素较多，传统的抓取排序方法效果也不够好；除此以外，当抓取算法设计得较为复杂时，也为现场工作人员带来了更多的障碍，当出现问题时，现场工作人员很难搞清楚为什么出现这种问题，以及怎么调整才能解决问题，往往需要机器人提供商派出专家进行协助。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，提出了本专利技术以便克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。具体地，首先，本专利技术基于待抓取物品的可抓取区域的掩膜，并结合压叠检测，位姿预测，抓取排序等步骤来控制夹具执行对待抓取物品的抓取，对于堆放了多个待抓取物品的密集场景，能够准确地识别每个待抓取物品的抓取方式，并按照特定的顺序有序地抓取全部待抓
取物品，与现有的抓取方案相比，可有效避免在密集场景下抓取时，带飞其它物品等情况，提高了抓取的准确率；其次，本专利技术的抓取排序方法，依据待抓取物品的可抓取区域的掩膜的多个特征进行综合排序，相对于传统的方法，提高了排序的准确度，并且由于并非针对整个物品的特征进行处理，因此即便考虑了多个因素，也不会显著降低运算的速度；再次，本专利技术中提出了一种仅基于待抓取物品的可抓取区域的图形特征的物品压叠程度计算方法，与传统的计算方法相比，本专利技术的方法能够给出具体的压叠值，然而并不判断物体的压叠情况，也不给出物体是否被压叠的结论，虽然无法准确地、定性地反映压叠能否影响对该物品的抓取，然而本方法处理速度较快，并且定量地输出待抓取物品的压叠值，该压叠值还可以在其它方面使用，特别适合对运算速度有要求的场景或者依据多个特征进行综合排序的场景；最后，本专利技术还提出了一种将与本专利技术的抓取控制方法相关联的参数及图像数据可视化地展示给用户的方法，使得用户在对机器人运行原理不了解的情况下，能够直观地确定机器人执行抓取过程中的各项参数，理解机器人为什么会以某种方式执行任务，并进而确定如何对机器人的参数进行调整以使得机器人能够按照自己的需要运行。
[0005]本申请权利要求和说明书所披露的所有方案均具有上述一个或多个创新之处，相应地，能够解决上述一个或多个技术问题。具体地，本申请提供一种抓取控制方法、装置、电子设备和存储介质。
[0006]本申请的实施方式的抓取控制方法，包括：
[0007]获取至少一个待抓取物品的可抓取区域的掩膜；
[0008]针对至少一个待抓取物品中的每个待抓取物品，获取其可抓取区域的掩膜的至少一个特征的特征值；
[0009]针对获取的所述至少一个特征的特征值中的每一个，执行归一化处理，获得至少一个归一化特征值；
[0010]基于每个待抓取物品的至少一个归一化特征值以及预设的权值，计算该待抓取物品的抓取优先值，使得在对至少一个待抓取物品进行抓取时，能够根据该抓取优先值控制抓取的顺序。
[0011]在某些实施方式中，所述可抓取区域的掩膜的特征包括：掩膜高度，夹具大小，点云在掩膜内的个数，掩膜对角程度，掩膜压叠程度，掩膜大小和/或位姿方向。
[0012]在某些实施方式中，基于可抓取区域的深度值计算可抓取区域的掩膜的掩膜高度特征值。
[0013]在某些实施方式中，基于预设的夹具与夹具大小之间的映射关系，确定夹具大小。
[0014]在某些实施方式中，基于掩膜的外接矩形的对角线与外接矩形一边的夹角，确定掩膜对角程度。
[0015]在某些实施方式中，按照下述公式计算优先值：
[0016][0017]其中，P为待抓取物品的优先值，n为特征数量，ω
i
为第i个特征的权值，X
i
为第i个特征的特征值。
[0018]本申请的实施方式的抓取控制装置，包括：
[0019]掩膜获取模块，用于获取至少一个待抓取物品的可抓取区域的掩膜；
[0020]特征值获取模块，用于针对至少一个待抓取物品中的每个待抓取物品，获取其可
抓取区域的掩膜的至少一个特征的特征值；
[0021]特征值归一化模块，用于针对获取的所述至少一个特征的特征值中的每一个，执行归一化处理，获得至少一个归一化特征值；
[0022]优先值计算模块，用于基于每个待抓取物品的至少一个归一化特征值以及预设的权值，计算该待抓取物品的抓取优先值，使得在对至少一个待抓取物品进行抓取时，能够根据该抓取优先值控制抓取的顺序。
[0023]在某些实施方式中，所述可抓取区域的掩膜的特征包括：掩膜高度，夹具大小，点云在掩膜内的个数，掩膜对角程度，掩膜压叠程度，掩膜大小和/或位姿方向。
[0024]在某些实施方式中，基于可抓取区域的深度值计算可抓取区域的掩膜的掩膜高度特征值。
[0025]在某些实施方式中，基于预设的夹具与夹具大小之间的映射关系，确定夹具大小。
[0026]在某些实施方式中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抓取控制方法，其特征在于，包括：获取至少一个待抓取物品的可抓取区域的掩膜；针对至少一个待抓取物品中的每个待抓取物品，获取其可抓取区域的掩膜的至少一个特征的特征值；针对获取的所述至少一个特征的特征值中的每一个，执行归一化处理，获得至少一个归一化特征值；基于每个待抓取物品的至少一个归一化特征值以及预设的权值，计算该待抓取物品的抓取优先值，使得在对至少一个待抓取物品进行抓取时，能够根据该抓取优先值控制抓取的顺序。2.根据权利要求1所述的抓取控制方法，其特征在于，所述可抓取区域的掩膜的特征包括：掩膜高度，夹具大小，点云在掩膜内的个数，掩膜对角程度，掩膜压叠程度，掩膜大小和/或位姿方向。3.根据权利要求2所述的抓取控制方法，其特征在于，基于可抓取区域的深度值计算可抓取区域的掩膜的掩膜高度特征值。4.根据权利要求2所述的抓取控制方法，其特征在于，基于预设的夹具与夹具大小之间的映射关系，确定夹具大小。5.根据权利要求2所述的抓取控制方法，其特征在于，基于掩膜的外接矩形的对角线与外接矩形一边的夹角，确定掩膜对角程度。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的抓取控制方法，其特征在于，按照下述公式计算优先值：其中，P为待抓取物品的优先值，n为特征数量，ω
i
为第i个特征的权值，X
i
为第i个特征的特征值。7.一种抓取控制装置，其特征在于，包括：掩膜获取模块，用于获取至少一个待抓取物品的可抓取区域的掩膜；特征值获取模块，用于针对至少一个待抓取物品中的每个待抓取物品，获取其可抓取区域的掩膜的至少一个特征的特征值；特征值归一化模块，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔致豪，丁有爽，邵天兰，
申请(专利权)人：梅卡曼德北京机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：