一种借助于真实攫握工具（１１）自动攫握位于真实工作环境（５）中的至少一个真实零件（Ｐｊ）的方法，其特征在于该方法包括以下连续步骤： （ａ）将由真实工作环境（５）和在该真实工作环境中呈现的每个真实零件（Ｐｊ）构成的实际工作场景（ＳＴＲ）的表面以３Ｄ点［Ｎ↓［ｉ］（Ｘ↓［ｉ］，Ｙ↓［ｉ］，Ｚ↓［ｉ］）］的云（Ｎ）的形式进行３Ｄ数字化， （ｂ）借助于每个真实零件（Ｐｊ）和真实工作环境（５）的ＣＡＯ ３Ｄ数字模型，在步骤（ａ）中产生的点的云（Ｎ）中自动定位每个虚拟零件（Ｐ’ｊ）和虚拟工作环境（５’）， （ｃ）自动构建与真实工作场景（ＳＴＲ）相对应、并且由在步骤（ｂ）中定位的每个虚拟零件（Ｐ’ｊ）和虚拟工作环境（５’）构成的三维虚拟工作场景（ＳＴＶ），上述构建借助于每个真实零件（Ｐｊ）和真实工作环境（５）的ＣＡＯ ３Ｄ数字模型、以及在步骤（ｂ）确定的每个虚拟零件（Ｐ’ｊ）和虚拟工作环境（５’）的定位数据［（ｘ，ｙ，ｚ）；（α，β，γ）］自动进行， （ｄ）在步骤（ｃ）产生的虚拟工作场景（ＳＴＶ）中自动选择虚拟零件（Ｐ’ｊ）， （ｅ）控制真实攫握工具（１１），以便自动获取与步骤（ｄ）中选择出的虚拟零件（Ｐ’ｊ）对应的真实零件（Ｐｊ）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及借助于攫握机械手的零件自动化攫握。它可以被应用 在所有需要借助于攫握机械手单独操作零件的工业。
技术介绍
为了单独操作零件，常用包括关节联结的臂的多关节攫握机械 手，该机械臂端部安装有适合被攫握零件几何外形的援握工具，例如 钳子或者同类工具。当被攫握零件在机械手工作空间中具有一个位置和可能的随机 定位时，由攫握工具进行的每个零件的自动化攫握较为复杂，因为它 迫使攫握工具根据被攫握零件自动处理位置(平移三个分量)以及方 位(旋转三个分量)，以及攫握移动时被擭握零件和攫握工具的碰撞 问题，以及工作环境因素(例如存放零件的货物箱壁，零件的运输传 送带……)。同样地，当被攫握零件被随意地散装时，产生零件攫握的顺序问题。在欧洲专利申请EP1428 634中，提出 一种散装零件由攫握机械 手自动化攫握的方法，上述方法允许自动处理零件攫握顺序并且还允 许处理机械手攫握臂的碰撞。该文件上提出的方法以两个传感器组合的方式重新提出-3D^L觉传感器-测距传感器。3D视觉传感器[文件EP 1 428 634的附图中的标记(4) I安装 在机械手的攫握臂的端部并且組合发射光束的装置和一个允许探测 物品反射的光束的视频摄像机。测距传感器[文件EP 1 428 634的附图中的标记(10)固定在工作场景上面。该测距传感器(10)利用超声波。在最复杂的版本中，文件EP 1 428 634内描述的攫握方法以实施 以下步骤为基础-步骤Sl至S3:借助于3D视觉传感器获取工作情景图象并且为 每个被检测零件在获取的图像中计算传感器瞄准线；(瞄准线)得出 的Wk测量数据被保存在存储器中。-步骤S4至S5:通过扫描获取一批散装物品表面的地形图并且 以测距传感器测量高度。该表面地形图(数据hij)被保存在存储器中。-步骤S6: —方面根据Wk数据(瞄准线)和另一方面根据表面 地形图的数据(hij)，(通过与每个零件关联的每条WKk瞄准线和 地形图表面元件Sij的交点)确定每个零件在表面地形图上的位置。 可以获得例如文件EP 1 438 634中图2的曲线(表面地形图以及通过 交点零件40的定位)。-步骤S7:为每个被检测零件确定零件的近似方位(Fk)。-步骤SS:根据例如以下两项标准选取被攫握零件最高的零件 (标准1)以及该零件的Fk方位便于攫握(标准2 )。-步骤S9:计算机械手的合适位置(临近步骤8中选取的被攫握 零件的位置)以便借助于3D视觉传感器更接近地测量。-步骤SIO:在步骤S9中计算出的更接近的测量位置上，检查机 械手的攫握臂(特别是机械手攫握臂上装的3D视觉传感器)与环境 之间的碰撞危险。-步骤Sll:如果不存在碰撞问题，定位(位置和方向(方位)) 攫握臂在步骤S9中计算出的更接近的测量位置上，并借助于机载3D 视觉传感器检测在被攫握零件空间中的3D位置和方向。-步骤S12:根据上述步骤Sll中进行的接近测量，确定攫握臂 的位置和方向以便攫握零件。-步骤S13:检查机械手攫握臂(特别是的机械手攫握臂上装有 的3D视觉传感器)与环境(包括其他散装零件)之间的碰撞危险；提倡的方法是在攫握臂周围确定一块禁止区域，当机械臂在其零件攫 握位置时，该区域内不应出现场景中的任何其他元件。如果检测到一处碰撞，应再采取步骤S8中的措施(选取另一个被攫握零件)。 -步骤S":控制机械手以便通过机械手进行零件的攫握。 应注意文件EP 1 428 634，因为文件中描述的攫握方法允许 -自动管理零件攫握顺序(参见步骤S8). -自动管理对于援握器的攫握最佳配置(参见步骤S12)。 -管理攫握器和其环境的碰撞(参见步骤SIO以及Sll)。 其间，该方法表现出若干缺点。零件攫握管理过于复杂，因为它基于组合3D视觉传感器的测距传感器的使用以及借助于3D视觉传感器装置的获取的两个步骤第一个步骤，选取并且大概定位被援握零件，第二个步骤在攫握前获得被选取零件较清晰的接近图片。这些装置(测距传感器与3D视觉传感器相组合)同样使碰撞的自动管理复杂化。特别是在该方法中碰撞管理仅仅为攫握器和其环境实施，而不考虑由攫握工具攫握的零件。该方法也不允许根据在使用中易于造成攫握障碍的零件进行零件恢复的检测。在欧洲专利申请EP 1 442 848中还提出 一种借助于攫握机械手 定位和攫握散装零件的自动化解决方法。在该解决方法中，使用安装 在机械手攫握臂端部的摄象机CCD类型的3D传感器，在第一步骤中， 将3D传感器定位于远离被攫握零件的位置并且捕获零件整体的图 像。在零件整体的图像中，自动检测检测以及定位零件。在第二步骤 中，使3D传感器接近被攫握零件，并且捕获该零件的图片以便对该 零件进行自动攫握。在该解决方法中，通过捕获在不同的位置不同类 型零件的3D图片，事先建造被攫握零件的模型是非常必要的。这些 零件的模型被应用于上述零件自动检测以及定位步骤，以及自动攫握 上述选取的零件的步骤。 一方面，使用来自于捕获在不同位置的零件 的图象的模型，使该攫握解决方法能够很精确，但不适用于复杂结构 零件的攫握。另一方面，该通过捕获图片事先建造零件模型是枯燥的。攫握物品半自动化装置还在文章"Model Based Vision as feedback for Virtual Reality Robotics Environments ，，E. Natonek等 人， Proceedings of the virtual reality annual international symposium research triangle park, IEEE, 1995年3月11日，pages 110-117中提出。该机械手被关联在一个与操作人员可以交互的虚拟环境内。在该 技术解决方法中，操作人员特别是使用机械手以及物品的3D模型， 在虛拟环境中建立并且手动定位与真实机械手以及真实被援握物品 相对应的虚拟机械手以及虚拟物品，在虚拟环境中确定机械手的最佳 路线。该虛拟环境， 一旦由操作人员手工建立，便可被使用以在援握 物品时自动控制以及修正真实机械手的路线。该技术解决方法每次必 须手动建立与机械手相关的虛拟环境，特别是与真实被攫握物品相对 应的虛拟物品，并且不支持完全自动攫握，特别是真实被攫握物品的 自动定位。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出借助于包括攫握工具的机械手自动攫握 至少一个零件的新的技术方案；相对于在欧洲专利申请EP 1 428 634 以及EP 1 442 848中描述的攫握方法而言，本专利技术使得能够更完美地 以及性能更好地自动定位要攫握的零件，当存在多个零件的情况下， 控制性能更完善并且零件攫握顺序性能更好。本专利技术的第一目的在于借助于真实攫握工具自动攫握位于真实 工作环境中的至少一个真实零件(Pj)的方法。该方法包括以下连续 步骤(a) 将由真实工作环境和在该工作环境中呈现的每个真实零件 (Pj)构建的实际工作场景(STR)的表面以3D点[Ni(Xi，Yi，Zj)的云的形式(N)进行3D数字化，(b) 借助于每个真实零件(Pj)和真实工作环境(5 )的CAO 3D 数字模型，在步骤(a)中产生的点的云(N)中自动定位每个虛拟零 件(P，j)和虚拟工作环境，200本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种借助于真实攫握工具（１１）自动攫握位于真实工作环境（５）中的至少一个真实零件（Ｐｊ）的方法，其特征在于该方法包括以下连续步骤： （ａ）将由真实工作环境（５）和在该真实工作环境中呈现的每个真实零件（Ｐｊ）构成的实际工作场景（ＳＴＲ）的表面以３Ｄ点［Ｎ↓［ｉ］（Ｘ↓［ｉ］，Ｙ↓［ｉ］，Ｚ↓［ｉ］）］的云（Ｎ）的形式进行３Ｄ数字化， （ｂ）借助于每个真实零件（Ｐｊ）和真实工作环境（５）的ＣＡＯ ３Ｄ数字模型，在步骤（ａ）中产生的点的云（Ｎ）中自动定位每个虚拟零件（Ｐ’ｊ）和虚拟工作环境（５’）， （ｃ）自动构建与真实工作场景（ＳＴＲ）相对应、并且由在步骤（ｂ）中定位的每个虚拟零件（Ｐ’ｊ）和虚拟工作环境（５’）构成的三维虚拟工作场景（ＳＴＶ），上述构建借助于每个真实零件（Ｐｊ）和真实工作环境（５）的ＣＡＯ ３Ｄ数字模型、以及在步骤（ｂ）确定的每个虚拟零件（Ｐ’ｊ）和虚拟工作环境（５’）的定位数据［（ｘ，ｙ，ｚ）；（α，β，γ）］自动进行， （ｄ）在步骤（ｃ）产生的虚拟工作场景（ＳＴＶ）中自动选择虚拟零件（Ｐ’ｊ）， （ｅ）控制真实攫握工具（１１），以便自动获取与步骤（ｄ）中选择出的虚拟零件（Ｐ’ｊ）对应的真实零件（Ｐｊ）。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：偌鸿慕·葛赫布瓦，
申请(专利权)人：偌鸿慕·葛赫布瓦，
类型：发明
国别省市：FR
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