本申请涉及一种用于机械臂抓取的物体三维空间位姿识别方法和装置，通过识别并获取待抓取物体的前帧点云和后帧点云；对所述前帧点云和后帧点云数据分别进行下采样处理，获得前后帧采样点云；查找所述前后帧采样点云，并根据预设提取条件从所述前后帧采样点云中获得相对变换点云；查找所述变换点云和后帧点云，并根据预设半径从所述变换点云和所述后帧点云中获得最终变换点云；对所述最终变换点云进行识别处理，将识别到的三维空间位姿结果添加到缓存列表，在所述缓存列表中选择最佳三维空间位姿结果并发送给机械臂。有效利用了点云数据前后帧变化，兼顾识别精度和速度，提高机械臂抓取识别效率。解决冗余识别和位姿筛选造成的不必要运算负担问题。的不必要运算负担问题。的不必要运算负担问题。
【技术实现步骤摘要】
用于机械臂抓取的物体三维空间位姿识别方法和装置
[0001]本公开涉及三维视觉
，尤其涉及一种用于机械臂抓取的物体三维空间位姿识别方法、装置、控制系统和非易失性计算机可读存储介质。
技术介绍
[0002]作为替代人工反复操作的机械臂，被普遍使用在工业场景下，其中最常见的任务是抓取装配。良好的抓取性能是执行精准装配的前提，而除了识别的精度外，识别的速度同样是工业生产环节中重要的指标。
[0003]现有技术中，因三维相机识别得到点云的技术手段具备对工业光照条件的高适应性和对物体空间信息几何表达的丰富性，使其可与机器人相结合进一步发挥抓取中识别过程的准确性。
[0004]然而，在机械臂抓取场景中，目标物体往往是许多个随机、散乱，并带有堆叠分布的，而机械臂每次抓取的对象一般是有限的一个或几个，多数目标物体并没有发生空间位姿的变换而保持在原位。另外由于三维相机所输出的抓取场景点云具有很大的数据量。而现有的方法大多直接利用每一帧点云的所有数据进行识别，这不仅给计算机的处理带来较大负担，而且大大减缓了特征提取的时间，直接影响了机械臂抓取的效率。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术的目的是为了解决现有对抓取的识别方法技术中冗余的识别和位姿筛选造成的不必要的运算负担问题，相比较于传统直接识别场景点云中的所有目标物体，具有检测精度高、检测效率高等优势。本专利技术提出的一种机械臂抓取的物体三维空间位姿识别方法、装置、控制系统和非易失性计算机可读存储介质，有效利用了点云数据前后帧变化，同时兼顾了识别精度和速度，提高了机械臂抓取识别效率。
[0006]根据本公开的一方面，提供了一种用于机械臂抓取的物体三维空间位姿识别方法，包括如下步骤：
[0007]S100、识别并获取待抓取物体的前帧点云和后帧点云；
[0008]S200、对所述前帧点云和后帧点云数据分别进行下采样处理，获得前后帧采样点云；
[0009]S300、查找所述前后帧采样点云，并根据预设提取条件从所述前后帧采样点云中获得相对变换点云；
[0010]S400、查找所述变换点云和后帧点云，并根据预设半径从所述变换点云和所述后帧点云中获得最终变换点云；
[0011]S500、对所述最终变换点云进行识别处理，将识别到的三维空间位姿结果添加到缓存列表，在所述缓存列表中选择最佳三维空间位姿结果并发送给机械臂。
[0012]作为本申请的一种优先实施方案，可选地，步骤S100中，在识别并获取待抓取物体的前帧点云和后帧点云后，还包括：
[0013]S101、预设滤波条件；
[0014]S102、根据预设滤波条件，去除所述前帧点云和后帧点云中的无效点数据；以及，
[0015]S103、滤波去除所述前帧点云和后帧点云中的离群噪声。
[0016]作为本申请的一种优先实施方案，可选地，在步骤S300中，查找所述前后帧采样点云，并根据预设提取条件从所述前后帧采样点云中获得相对变换点云，包括：
[0017]S310、获取并查找所述前后帧采样点云；
[0018]S320、根据预设提取条件，提取后帧采样点云在前帧采样点云中的最近点；
[0019]S330、采集所述最近点，得到后帧采样点云相对于前帧采样点云的相对变换点云。
[0020]作为本申请的一种优先实施方案，可选地，在步骤S400中，所述查找所述变换点云和后帧点云，并根据预设半径从所述变换点云和所述后帧点云中获得最终变换点云，包括：
[0021]S410、获取所述相对变换点云，并对所述相对变换点云进行降噪处理，获得降噪点云；
[0022]S420、获取并查找所述降噪点云和所述后帧点云，并从所述降噪点云和所述后帧点云中分别提取位于所述预设半径范围内的点；
[0023]S430、采集位于所述预设半径范围内的点，集合并得到所述最终变换点云。
[0024]根据本公开的另一方面，还提供了一种实现上述所述的用于机械臂抓取的物体三维空间位姿识别方法的装置，其特征在于，包扩点云获取模块、下采样处理模块、相对变换点云获取模块、最终变换点云获取模块和识别处理模块，其中：
[0025]所述点云获取模块：用于识别并获取待抓取物体的前帧点云和后帧点云；
[0026]所述下采样处理模块：用于对所述前帧点云和后帧点云数据分别进行下采样处理，获得前后帧采样点云；
[0027]所述相对变换点云获取模块：用于查找所述前后帧采样点云，并根据预设提取条件从所述前后帧采样点云中获得相对变换点云；
[0028]所述最终变换点云获取模块：用于查找所述变换点云和后帧点云，并根据预设半径从所述变换点云和所述后帧点云中获得最终变换点云；
[0029]所述识别处理模块：用于对所述最终变换点云进行识别处理，将识别到的三维空间位姿结果添加到缓存列表，在所述缓存列表中选择最佳三维空间位姿结果并发送给机械臂。
[0030]作为本申请的一种优先实施方案，可选地，还包括第一降噪模块，
[0031]所述第一降噪模块：用于预设滤波条件；以及，根据预设滤波条件，去除所述前帧点云和后帧点云中的无效点数据；以及，滤波去除所述前帧点云和后帧点云中的离群噪声。
[0032]作为本申请的一种优先实施方案，可选地，所述相对变换点云获取模块包括：
[0033]采样获取模块：用于获取并查找所述前后帧采样点云；
[0034]第一提取模块：用于根据预设提取条件，提取后帧采样点云在前帧采样点云中的最近点；
[0035]第一点集合模块：用于采集所述最近点，得到后帧采样点云相对于前帧采样点云的相对变换点云。
[0036]作为本申请的一种优先实施方案，可选地，所述最终变换点云获取模块包括：
[0037]第二降噪模块：用于获取所述相对变换点云，并对所述相对变换点云进行降噪处
理，获得降噪点云；
[0038]第二提取模块：用于获取并查找所述降噪点云和所述后帧点云，并从所述降噪点云和所述后帧点云中分别提取位于所述预设半径范围内的点；
[0039]第二点集合模块：用于采集位于所述预设半径范围内的点，集合并得到所述最终变换点云。
[0040]根据本公开的另一方面，还提供了一种控制系统，包括：
[0041]处理器；
[0042]用于存储处理器可执行指令的存储器；
[0043]其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令时实现上述所述的用于机械臂抓取的物体三维空间位姿识别方法。
[0044]根据本公开的另一方面，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述所述的用于机械臂抓取的物体三维空间位姿识别方法。
[0045]本申请的技术效果：
[0046]本专利技术通过识别并获取待抓取物体的前帧点云和后帧点云；对所述前帧点云和后帧点云数据分别进行下采样处理，获得前后帧采样点云；查找所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于机械臂抓取的物体三维空间位姿识别方法，其特征在于，包括如下步骤：S100、识别并获取待抓取物体的前帧点云和后帧点云；S200、对所述前帧点云和后帧点云数据分别进行下采样处理，获得前后帧采样点云；S300、查找所述前后帧采样点云，并根据预设提取条件从所述前后帧采样点云中获得相对变换点云；S400、查找所述变换点云和后帧点云，并根据预设半径从所述变换点云和所述后帧点云中获得最终变换点云；S500、对所述最终变换点云进行识别处理，将识别到的三维空间位姿结果添加到缓存列表，在所述缓存列表中选择最佳三维空间位姿结果并发送给机械臂。2.根据权利要求1所述的用于机械臂抓取的物体三维空间位姿识别方法，其特征在于，步骤S100中，在识别并获取待抓取物体的前帧点云和后帧点云后，还包括：S101、预设滤波条件；S102、根据预设滤波条件，去除所述前帧点云和后帧点云中的无效点数据；以及，S103、滤波去除所述前帧点云和后帧点云中的离群噪声。3.根据权利要求1或2所述的用于机械臂抓取的物体三维空间位姿识别方法，其特征在于，在步骤S300中，查找所述前后帧采样点云，并根据预设提取条件从所述前后帧采样点云中获得相对变换点云，包括：S310、获取并查找所述前后帧采样点云；S320、根据预设提取条件，提取后帧采样点云在前帧采样点云中的最近点；S330、采集所述最近点，得到后帧采样点云相对于前帧采样点云的相对变换点云。4.根据权利要求3所述的用于机械臂抓取的物体三维空间位姿识别方法，其特征在于，在步骤S400中，所述查找所述变换点云和后帧点云，并根据预设半径从所述变换点云和所述后帧点云中获得最终变换点云，包括：S410、获取所述相对变换点云，并对所述相对变换点云进行降噪处理，获得降噪点云；S420、获取并查找所述降噪点云和所述后帧点云，并从所述降噪点云和所述后帧点云中分别提取位于所述预设半径范围内的点；S430、采集位于所述预设半径范围内的点，集合并得到所述最终变换点云。5.一种实现权利要求1
‑
4任一项所述的用于机械臂抓取的物体三维空间位姿识别方法的装置，其特征在于，包扩点云获取模块、下采样处理模块、相对变换点云获取模块、最终...
【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，代望，徐荣来，
申请(专利权)人：上海库灵科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。