工件抓取方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种工件抓取方法及装置，在本发明专利技术中，设立状态反馈点，抓取工件之前，先获取状态反馈点的实时理论姿态并判断其是否满足抓取容差要求，满足抓取容差要求的则进一步计算得到工件抓取点的实时理论姿态，并根据工件抓取点的实时理论姿态引导机器人系统抓取工件，也就是说，在状态反馈点可自主判断实时理论姿态是否能成功完成工件抓取，能成功抓取的则进行抓取，不能成功抓取的则不再进行抓取，这有效提升了机器人系统的工件抓取效率，避免了因为定位姿态的偏差超过阈值而出现的工件抓取失败现象，方案简单易实施，实用性强、适用性广。性广。性广。

【技术实现步骤摘要】
工件抓取方法及装置


[0001]本专利技术涉及工业自动化
，尤其涉及一种工件抓取方法及装置。

技术介绍

[0002]随着计算机技术、自动化硬件水平的提高，机器人等自动化设备在工业现场的应用愈发普遍。工件抓取是机器人的常见任务，机器人抓取前需要获取工件的姿态信息，针对无法直接定位的工件，比较常见的方式是预设易于定位的标靶，通过对标靶的定位来实现对工件的间接定位，进而通过定位信息引导机器人完成抓取动作，但是，其通常缺少判断定位信息是否足够准确的技术，当定位姿态的偏差超过阈值时会出现抓取失败的情况。
[0003]因此，目前亟需一种具备定位信息判断反馈的机器人工件抓取方案。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术提供一种基于视觉引导的工件抓取技术方案，在抓取工件之前，先判断定位信息是否满足抓取要求，以避免定位信息不准所引起的抓取失败现象。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供的技术方案如下。
[0006]一种工件抓取方法，包括：
[0007]设立机器人系统的状态反馈点及工件抓取点，进行姿态转换关系预标定，获取标志板到所述状态反馈点的姿态变换矩阵及所述状态反馈点到所述工件抓取点的姿态变换矩阵，所述标志板设置在待抓取工件上；
[0008]获取所述标志板的实时姿态，并结合所述标志板到所述状态反馈点的姿态变换矩阵，计算得到所述状态反馈点的实时理论姿态；
[0009]判断所述状态反馈点的实时理论姿态是否满足抓取容差要求，若所述状态反馈点的实时理论姿态满足抓取容差要求，则结合所述状态反馈点到所述工件抓取点的姿态变换矩阵，计算得到所述工件抓取点的实时理论姿态，并根据所述工件抓取点的实时理论姿态引导所述机器人系统抓取所述待抓取工件。
[0010]可选地，在设立机器人系统的状态反馈点及工件抓取点，进行姿态转换关系预标定之前，所述工件抓取方法，还包括：
[0011]建立定位标靶与感知系统，所述定位标靶设置在所述待抓取工件上，所述定位标靶包括标志板、挡板和连接板，所述标志板与所述挡板平行设置，且所述标志板的板面投影与所述挡板的板面投影存在重叠部分，所述标志板与所述挡板通过连接板固定连接，所述感知系统包括工业相机、激光测距仪和姿态计算模块，所述机器人系统包括机器人本体和末端执行器，所述工业相机和所述激光测距仪分别设置在所述末端执行器上。
[0012]可选地，所述标志板的板面上设置有视觉定位图案，所述标志板的板面上还设置有若干个圆心不共线的通孔，所述通孔的半径小于等于所述末端执行器抓取所述待抓取工件时的容差。
[0013]可选地，设立机器人系统的状态反馈点及工件抓取点，进行姿态转换关系预标定，获取标志板到所述状态反馈点的姿态变换矩阵及所述状态反馈点到所述工件抓取点的姿态变换矩阵的步骤，包括：
[0014]通过所述工业相机采集所述视觉定位图案的图像，通过所述姿态计算模块对所述视觉定位图案的图像进行处理，得到所述标志板的姿态；
[0015]设立所述状态反馈点，调节所述机器人系统的姿态，开启所述激光测距仪并使所述激光测距仪的光点穿透所述标志板上通孔的中心区域并到达所述挡板，得到所述激光测距仪到所述挡板的理想距离参数；通过所述姿态计算模块，根据所述机器人系统在所述状态反馈点的姿态和所述标志板的姿态计算得到所述标志板到所述状态反馈点的姿态变换矩阵；
[0016]通过示教设立所述工件抓取点，通过所述姿态计算模块，根据所述机器人系统在所述工件抓取点的姿态和所述机器人系统在所述状态反馈点的姿态计算得到所述状态反馈点到所述工件抓取点的姿态变换矩阵。
[0017]可选地，获取所述标志板的实时姿态，并结合所述标志板到所述状态反馈点的姿态变换矩阵，计算得到所述状态反馈点的实时理论姿态的步骤，包括：
[0018]通过所述工业相机采集所述视觉定位图案的实时图像，通过所述姿态计算模块对所述视觉定位图案的实时图像进行处理，得到所述标志板的实时姿态；
[0019]通过所述姿态计算模块，根据所述标志板的实时姿态和所述标志板到所述状态反馈点的姿态变换矩阵计算得到所述状态反馈点的实时理论姿态。
[0020]可选地，判断所述状态反馈点的实时理论姿态是否满足抓取容差要求的步骤，包括：
[0021]将所述机器人系统移动到所述状态反馈点的实时理论姿态，开启所述激光测距仪并获取所述激光测距仪到所述挡板的实时距离参数；
[0022]获取所述末端执行器抓取所述待抓取工件时的容差范围，比较所述理想距离参数与所述实时距离参数，若所述理想距离参数与所述实时距离参数的差值在所述容差范围之内，则所述状态反馈点的实时理论姿态满足抓取容差要求，若所述理想距离参数与所述实时距离参数的差值在所述容差范围之外，则所述状态反馈点的实时理论姿态不满足抓取容差要求。
[0023]可选地，结合所述状态反馈点到所述工件抓取点的姿态变换矩阵，计算得到所述工件抓取点的实时理论姿态，并根据所述工件抓取点的实时理论姿态引导所述机器人系统抓取所述待抓取工件的步骤，包括：
[0024]通过所述姿态计算模块，根据所述状态反馈点的实时理论姿态和所述状态反馈点到所述工件抓取点的姿态变换矩阵计算得到所述工件抓取点的实时理论姿态；
[0025]根据所述工件抓取点的实时理论姿态，引导所述机器人系统移动并驱动所述末端执行器抓取所述待抓取工件。
[0026]可选地，若所述状态反馈点的实时理论姿态不满足抓取容差要求，则重新设立所述状态反馈点及所述工件抓取点，再次进行姿态转换关系预标定，重新获取所述标志板的实时姿态并对所述状态反馈点的实时理论姿态进行更新，直到所述状态反馈点的实时理论姿态满足抓取容差要求。
[0027]一种工件抓取装置，包括：
[0028]定位标靶，设置在待抓取工件上；
[0029]机器人系统；
[0030]感知系统，设置在所述机器人系统上，用于获取所述定位标靶的实时姿态，并通过预标定的姿态转换关系得到状态反馈点的实时理论姿态和工件抓取点的实时理论姿态，还用于判断所述状态反馈点的实时理论姿态是否满足抓取容差要求，并根据满足抓取容差要求的所述工件抓取点的实时理论姿态引导所述机器人系统抓取所述待抓取工件。
[0031]可选地，所述定位标靶包括标志板、挡板和连接板，所述标志板与所述挡板平行设置，且所述标志板的板面投影与所述挡板的板面投影存在重叠部分，所述标志板与所述挡板通过连接板固定连接；所述机器人系统包括机器人本体和末端执行器，所述末端执行器设置在所述机器人本体上；所述感知系统包括工业相机、激光测距仪和姿态计算模块，所述工业相机和所述激光测距仪分别设置在所述末端执行器上。
[0032]可选地，所述标志板的板面上设置有视觉定位图案，所述标志板的板面上还设置有若干个圆心不共线的通孔，所述通孔的半径小于等于所述末端执行器抓取所述待抓取工件时的容差。
[0033]如上所述，本专利技术提供的工件抓取方法及装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工件抓取方法，其特征在于，包括：设立机器人系统的状态反馈点及工件抓取点，进行姿态转换关系预标定，获取标志板到所述状态反馈点的姿态变换矩阵及所述状态反馈点到所述工件抓取点的姿态变换矩阵，所述标志板设置在待抓取工件上；获取所述标志板的实时姿态，并结合所述标志板到所述状态反馈点的姿态变换矩阵，计算得到所述状态反馈点的实时理论姿态；判断所述状态反馈点的实时理论姿态是否满足抓取容差要求，若所述状态反馈点的实时理论姿态满足抓取容差要求，则结合所述状态反馈点到所述工件抓取点的姿态变换矩阵，计算得到所述工件抓取点的实时理论姿态，并根据所述工件抓取点的实时理论姿态引导所述机器人系统抓取所述待抓取工件。2.根据权利要求1所述的工件抓取方法，其特征在于，在设立机器人系统的状态反馈点及工件抓取点，进行姿态转换关系预标定之前，所述工件抓取方法，还包括：建立定位标靶与感知系统，所述定位标靶设置在所述待抓取工件上，所述定位标靶包括标志板、挡板和连接板，所述标志板与所述挡板平行设置，且所述标志板的板面投影与所述挡板的板面投影存在重叠部分，所述标志板与所述挡板通过连接板固定连接，所述感知系统包括工业相机、激光测距仪和姿态计算模块，所述机器人系统包括机器人本体和末端执行器，所述工业相机和所述激光测距仪分别设置在所述末端执行器上。3.根据权利要求2所述的工件抓取方法，其特征在于，所述标志板的板面上设置有视觉定位图案，所述标志板的板面上还设置有若干个圆心不共线的通孔，所述通孔的半径小于等于所述末端执行器抓取所述待抓取工件时的容差。4.根据权利要求3所述的工件抓取方法，其特征在于，设立机器人系统的状态反馈点及工件抓取点，进行姿态转换关系预标定，获取标志板到所述状态反馈点的姿态变换矩阵及所述状态反馈点到所述工件抓取点的姿态变换矩阵的步骤，包括：通过所述工业相机采集所述视觉定位图案的图像，通过所述姿态计算模块对所述视觉定位图案的图像进行处理，得到所述标志板的姿态；设立所述状态反馈点，调节所述机器人系统的姿态，开启所述激光测距仪并使所述激光测距仪的光点穿透所述标志板上通孔的中心区域并到达所述挡板，得到所述激光测距仪到所述挡板的理想距离参数；通过所述姿态计算模块，根据所述机器人系统在所述状态反馈点的姿态和所述标志板的姿态计算得到所述标志板到所述状态反馈点的姿态变换矩阵；通过示教设立所述工件抓取点，通过所述姿态计算模块，根据所述机器人系统在所述工件抓取点的姿态和所述机器人系统在所述状态反馈点的姿态计算得到所述状态反馈点到所述工件抓取点的姿态变换矩阵。5.根据权利要4所述的工件抓取方法，其特征在于，获取所述标志板的实时姿态，并结合所述标志板到所述状态反馈点的姿态变换矩阵，计算得到所述状态反馈点的实时理论姿态的步骤，包括：通过所述工业相机采集所述视觉定位图案的实时图像，通过所述姿态计算模块对所述视觉定位图案的实时图像进行处理，得到所述标志板的实时姿态；通过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贵林，刘景亚，陈开，万小丽，谭云龙，
申请(专利权)人：中冶赛迪技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：