包裹抓取碰撞检测方法技术

一种包裹抓取碰撞检测方法，涉及机械控制技术领域，该方法在抓包相机坐标系中设定一个包围住抓包吸盘的圆柱体形的虚拟吸盘，再对抓包吸盘抓取目标包裹的作业路径进行判断，如果抓包吸盘沿作业路径移动至距障碍物最近的位置时，虚拟吸盘上下两端面的中心点之间的连线与障碍物的间距小于虚拟吸盘的半径，则判定该障碍物为风险障碍物，表明抓包吸盘的作业路径存在碰撞风险，则重新选取一个目标包裹，直至选取到无碰撞风险的目标包裹后实施抓取。选取到无碰撞风险的目标包裹后实施抓取。选取到无碰撞风险的目标包裹后实施抓取。

【技术实现步骤摘要】
包裹抓取碰撞检测方法


[0001]本专利技术涉及机械控制技术，特别是涉及一种包裹抓取碰撞检测方法的技术。

技术介绍

[0002]物流快递分拣中心每天要处理大量的快递包裹，这些快递包裹到达分拣中心后都会堆放在指定的包裹堆放区内，通过包裹自动分拣系统中的相机拍摄包裹影像，并根据包裹影像控制机械臂上的吸盘对堆叠好的包裹进行逐一抓取，并放置到全自动输送分拣线上进行输送分拣完成作业。
[0003]但是在机械臂对目标包裹实施抓取时，机械臂上的吸盘有时会碰撞到其他包裹或物体，从而可能会损坏被碰撞到的包裹或物体。为了避免此种情况，很多分拣系统中都通过增加传感器、摄像头等检测设备，再配备复杂算法来预测机械臂的作业路径中是否存在碰撞风险，然而这会增加系统的硬件成本。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能规避碰撞风险，而且无需增加额外检测设备的包裹抓取碰撞检测方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术所提供的一种包裹抓取碰撞检测方法，包括包裹分拣系统，所述包裹分拣系统中包含有抓包机械臂，及用于拍摄包裹堆放区3D俯视图的抓包相机，抓包机械臂的末端设有用于抓取包裹的抓包吸盘，抓包相机所拍摄的包裹堆放区3D俯视图中包含有抓包吸盘，其特征在于，该方法的具体步骤如下：
[0006]1)在抓包相机坐标系中，设定一个包围住抓包吸盘的虚拟圆柱体，并将该虚拟圆柱体定义为虚拟吸盘，虚拟吸盘的中心轴线与抓包吸盘的中心轴线重合，虚拟吸盘的直径与抓包吸盘的最大外径一致；
[0007]2)从抓包相机所拍摄的图像中识别出所有的待抓取包裹，并从待抓取包裹中选取一个具有最优抓取面的包裹，将该包裹设定为目标包裹；
[0008]3)将抓包相机所拍摄的图像中的除目标包裹之外的其它物体定义为障碍物；
[0009]4)确定抓包吸盘抓取目标包裹的作业路径，并对抓包吸盘的作业路径进行判断；
[0010]如果各个障碍物中存在着风险障碍物，则表明抓包吸盘的作业路径存在碰撞风险，则转到步骤5)，反之则转至步骤6)；
[0011]判断某个障碍物是否为风险障碍物的方法为：如果抓包吸盘沿作业路径移动至距该障碍物最近的位置时，虚拟吸盘上下两端面的中心点之间的连线与该障碍物的间距小于虚拟吸盘的半径，则判定该障碍物为风险障碍物；
[0012]5)从待抓取包裹中重新选取一个除目标包裹之外的具有最优抓取面的新包裹，将该新包裹定义为新的目标包裹，再转到步骤3)；
[0013]6)控制抓包吸盘抓取目标包裹并移送至后续分拣作业区；
[0014]7)如果待抓取包裹的数量为0，则结束包裹抓取作业，反之则从待抓取包裹中选取
一个具有最优抓取面的包裹，将该包裹定义为新的目标包裹，再转到步骤3)。
[0015]本专利技术提供的包裹抓取碰撞检测方法，在抓包相机坐标系中设定一个包围住抓包吸盘的圆柱体形虚拟吸盘，通过分析虚拟吸盘与障碍物的位置关系判断碰撞风险，从而能在无需增加额外检测设备规避碰撞风险。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例的包裹抓取碰撞检测方法的虚拟吸盘设定示意图。
具体实施方式
[0017]以下结合附图说明对本专利技术的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本专利技术，凡是采用本专利技术的相似结构及其相似变化，均应列入本专利技术的保护范围，本专利技术中的顿号均表示和的关系。
[0018]如图1所示，本专利技术实施例所提供的一种包裹抓取碰撞检测方法，包括包裹分拣系统，所述包裹分拣系统中包含有抓包机械臂1，及用于拍摄包裹堆放区3D俯视图的抓包相机(图中未示)，抓包机械臂1的末端设有用于抓取包裹4的抓包吸盘2，抓包相机所拍摄的包裹堆放区3D俯视图中包含有抓包吸盘，该方法的具体步骤如下：
[0019]1)在抓包相机坐标系中，设定一个包围住抓包吸盘2的虚拟圆柱体，并将该虚拟圆柱体定义为虚拟吸盘3，虚拟吸盘3的中心轴线与抓包吸盘2的中心轴线重合，虚拟吸盘的直径与抓包吸盘的最大外径一致；
[0020]比如，本实施例中的抓包吸盘的底面呈方形，其最大外径是其底面的对角线长度；
[0021]2)从抓包相机所拍摄的图像中识别出所有的待抓取包裹4，并从待抓取包裹中选取一个具有最优抓取面的包裹，将该包裹设定为目标包裹；
[0022]从图像中识别包裹的方法及选取具有最优抓取面的包裹的方法都是现有分拣系统的成熟技术，本实施例不再赘述；
[0023]3)将抓包相机所拍摄的图像中的除目标包裹之外的其它物体定义为障碍物；
[0024]4)确定抓包吸盘抓取目标包裹的作业路径，并对抓包吸盘的作业路径进行判断；
[0025]如果各个障碍物中存在着风险障碍物，则表明抓包吸盘的作业路径存在碰撞风险，则转到步骤5)，反之则转至步骤6)；
[0026]判断某个障碍物是否为风险障碍物的方法为：如果抓包吸盘沿作业路径移动至距该障碍物最近的位置时，虚拟吸盘上下两端面的中心点之间的连线与该障碍物的间距小于虚拟吸盘的半径，则判定该障碍物为风险障碍物；
[0027]确定抓包吸盘作业路径的方法是现有分拣系统的成熟技术，本实施例不再赘述；
[0028]5)从待抓取包裹中重新选取一个除目标包裹之外的具有最优抓取面的新包裹，将该新包裹定义为新的目标包裹，再转到步骤3)；
[0029]6)控制抓包吸盘抓取目标包裹并移送至后续分拣作业区；
[0030]7)如果待抓取包裹的数量为0，则结束包裹抓取作业，反之则从待抓取包裹中选取一个具有最优抓取面的包裹，将该包裹定义为新的目标包裹，再转到步骤3)。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包裹抓取碰撞检测方法，包括包裹分拣系统，所述包裹分拣系统中包含有抓包机械臂，及用于拍摄包裹堆放区3D俯视图的抓包相机，抓包机械臂的末端设有用于抓取包裹的抓包吸盘，抓包相机所拍摄的包裹堆放区3D俯视图中包含有抓包吸盘，其特征在于，该方法的具体步骤如下：1)在抓包相机坐标系中，设定一个包围住抓包吸盘的虚拟圆柱体，并将该虚拟圆柱体定义为虚拟吸盘，虚拟吸盘的中心轴线与抓包吸盘的中心轴线重合，虚拟吸盘的直径与抓包吸盘的最大外径一致；2)从抓包相机所拍摄的图像中识别出所有的待抓取包裹，并从待抓取包裹中选取一个具有最优抓取面的包裹，将该包裹设定为目标包裹；3)将抓包相机所拍摄的图像中的除目标包裹之外的其它物体定义为障碍物；4)确定抓包吸盘抓取目标包裹的作业路...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华，李海滨，单咸春，
申请(专利权)人：赛那德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：