本发明专利技术涉及工业机器人抓取技术领域，尤其涉及机器视觉高精度定位抓取装置，包括：输料带；上料筒，用以盛放物料、对物料进行重力校正和/或执行预设弹出动作，其底部均匀分布有若干弹出件；机器抓取机构，用以对物料进行抓取；深度相机，用以对物料的深度图像进行采集；处理器，用以标定物料的位置、根据深度图像和密度分布相关数据对上料筒的工作模式和机器抓取机构的抓取方式进行判定以及控制机器抓取机构对物料进行抓取；本发明专利技术通过在上料筒内设置弹出件，能够有效的将刚性物料弹起，弹起的物料能够在任意方向被机器抓取机构抓取，有效了提高机器视觉抓取的效率和泛用性。了提高机器视觉抓取的效率和泛用性。了提高机器视觉抓取的效率和泛用性。
【技术实现步骤摘要】
一种机器视觉高精度定位抓取装置
[0001]本专利技术涉及工业机器人抓取
，尤其涉及一种机器视觉高精度定位抓取装置。
技术介绍
[0002]机器视觉抓取是使用一个机械手模型，以RGB或RGBD相机采集的场景图像为输入计算出一个最优的抓取位姿，使机械手在该位姿下可以稳定地抓取模型已知或未知的物体。目前机器视觉抓取普遍采用机器人3D抓取或2D抓取。
[0003]中国专利授权公告号：CN110625644B公开了一种基于机器视觉的工件抓取方法，包括离线操作步骤和实时在线操作步骤。离线操作步骤包括：采集工件图像得到工件边缘轮廓并计算工件中心点，经优化得到精确的工件外轮廓并计算工件的定位点以及初始角度β。根据工件边缘轮廓与其对应的初始角度β形成数据库。在线操作步骤包括：采集工件实时图像得到工件边缘轮廓同时计算当前工件的初始角度β'。将实时得到的工件边缘轮廓与数据库中工件轮廓进行匹配，得到机器人末端关节抓取工件的相对旋转角度和机器人末端关节转动方向，机器人以此进行工件抓取。该专利技术是提供一种基于机器视觉的工件抓取方法，能够使机器人精确定位工件位置并进行有效抓取。
[0004]但上述方法对于物料较薄或有物料放置方向要求等物料应用场景的工作能力差，进而导致视觉抓取装置泛用性较低。
技术实现思路
[0005]为此，本专利技术提供一种机器视觉高精度定位抓取装置，用以克服现有技术对于物料较薄或有物料放置方向要求等物料应用场景的工作能力差，进而导致视觉抓取装置泛用性较低的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种机器视觉高精度定位抓取装置，包括：输料带，其用以输送物料；上料筒，其与所述输料带相连，且设置在所述输料带的输出端，用以盛放物料、对物料进行重力校正和/或执行预设弹出动作，其底部均匀分布有若干弹出件；机器抓取机构，其安装于所述上料筒的上方,包括若干移动连杆和安装在移动连杆上的若干抓取头，用以对所述物料进行抓取；深度相机，其与所述输料带以及所述上料筒相连，且设置于所述输料带和所述上料筒的上侧，用以对所述物料的深度图像进行采集；处理器，其分别与所述上料筒、所述机器抓取机构和所述深度相机连接，用以标定物料的位置、根据所述深度图像和密度分布相关数据对上料筒的工作模式和机器抓取机构的抓取方式进行判定以及控制机器抓取机构对所述物料进行抓取；其中，所述重力校正为所述若干弹出件伸长以调整所述物料的位置和角度，所述预设弹出动作为将上料筒内物料弹出以使机器抓取机构对物料进行抓取，所述密度分布相
关数据包括物料的三维图纸和密度分布。
[0007]进一步地，所述上料筒设有上料层，上料层的下方安装有所述若干弹出件且各弹出件设有模块化弹出动作；所述模块化弹出动作为若干弹出件在物料输出至上料筒时将物料从上料筒弹出以使所述若干机器抓取机构对物料进行抓取；其中，所述上料层的材质为柔性材料。
[0008]进一步地，所述处理器在物料进入所述输料带时根据单个物料的密度分布相关数据确定物料在上料层表面的标准姿态；所述标准姿态满足所述物料处于所述上料层表面时，将物料以预设分区策略分为若干区域，各区域物料的重心在同一水平面上；所述预设分区策略为所述处理器以穿过物料的重心且垂直于输料带的平面为第一基准面，设定穿过物料的重心且垂直于第一基准面的平面为第二基准面，并以第一基准面和第二基准面将物料划分为若干区域。
[0009]进一步地，所述处理器根据所述深度相机采集的深度图像标定所述物料的位置和姿态，并在物料运行至所述上料层时根据深度图像中物料的偏移特征对物料姿态进行重力校正；所述偏移特征包括物料姿态与标准姿态的位置偏移量和角度偏移量，所述重力校正为若干弹出件伸长并推动物料的若干位置以调整物料的位置和角度，以使物料重力分布达到预设重力分布状态，且所述处理器将伸长的若干弹出件标记为姿态校正件；所述预设重力分布状态为物料的重力分布与物料处于标准姿态时的重力分布相同。
[0010]进一步地，物料运行至上料层前，所述处理器根据物料的柔量和结构强度确定物料的抓取反应类别并根据抓取反应类别选择抓取方式；所述抓取反应类别包括高柔性物料、低柔性物料和易损物料；所述高柔性物料满足构成所述物料的材料的平均柔量大于预设柔量且结构强度大于等于预设强度，所述低柔性物料满足构成物料的材料的平均柔量小于等于预设柔量且结构强度大于等于预设强度，所述易损物料满足物料的结构强度小于预设强度。
[0011]进一步地，在所述重力校正结束后，对于低柔性物料，所述处理器控制若干弹出件执行所述预设弹出动作；所述预设弹出动作具体为所述物料的覆盖范围内除若干所述姿态校正件外的若干弹出件将物料弹出至预设高度；所述物料的覆盖范围为物料延垂直于所述上料层方向在上料层上遮盖的范围，所述预设高度与物料结构强度正相关且预设高度大于上料筒的深度，所述若干弹出件的弹出力不同且弹出力根据物料的重心位置、密度分布以及所述预设高度确定。
[0012]进一步地，所述处理器控制所述机器抓取机构的刚性抓取头在所述预设高度对应位置以预设抓取策略对所述低柔性物料进行抓取；所述预设抓取策略为所述处理器根据所述物料的放置面选择物料的抓取面并控制所述机器抓取机构的刚性抓取头在抓取面对物料进行抓取；所述放置面为物料放置时与放置位置接触的平面，所述抓取面为抓取机构与物料
接触的平面。
[0013]进一步地，所述处理器对高柔性物料执行柔性抓取动作；其中，所述柔性抓取动作为处理器执行所述预设弹出动作后控制机器抓取机构的柔性抓取头对物料进行抓取，或，控制所述柔性抓取头对物料进行抓取。
[0014]进一步地，所述处理器对易碎物料执行保护抓取动作；所述保护抓取动作为处理器控制机器抓取机构的保护抓取头对物料进行抓取；其中，所述柔性抓取头、保护抓取头和刚性抓取头能够根据应用场景进行更换。
[0015]进一步地，所述处理器在执行所述预设弹出动作时，根据物料的多帧深度图像的变化对机械抓取机构的抓取位置进行预判抓取策略；其中，所述预判抓取策略为在所述物料到达所述预设高度前对所述机械抓取机构的抓取位置进行微调，使其能够在物料掉落时抓取物料。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于，通过在上料筒内设置弹出件，能够有效的将刚性物料弹起，弹起的物料能够在任意方向被机器抓取机构抓取，方便根据物料的放置位置和方式对物料的抓取位置进行灵活调整，且传统抓取运行缓慢，本专利技术采用移动物料的方式进行抓取，提高了抓取速度，进而有效了提高机器视觉抓取的效率和泛用性。
[0017]进一步地，本专利技术上料层为柔性材料，当物料运行至上料层时，物料受重力作用自动落入上料层的中心位置，为抓取提供了便捷性的前提，进一步提高了机器视觉抓取的效率。
[0018]进一步地，本专利技术处理器在物料进入所述输料带时根据单个物料的密度分布相关数据确定物料在上料层表面的标准姿态，处于标准姿态的物料在弹出时能有效保持初始姿态，便于机器抓取机构对物料的抓取，进一步提高了机器视觉抓取的效率。
[0019]进一步地，本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机器视觉高精度定位抓取装置，其特征在于，包括：输料带，其用以输送物料；上料筒，其与所述输料带相连，且设置在所述输料带的输出端，用以盛放物料、对物料进行重力校正和/或执行预设弹出动作，其底部均匀分布有若干弹出件；机器抓取机构，其安装于所述上料筒的上方,包括若干移动连杆和安装在移动连杆上的若干抓取头，用以对所述物料进行抓取；深度相机，其与所述输料带以及所述上料筒相连，且设置于所述输料带和所述上料筒的上侧，用以对所述物料的深度图像进行采集；处理器，其分别与所述上料筒、所述机器抓取机构和所述深度相机连接，用以标定物料的位置、根据所述深度图像和密度分布相关数据对上料筒的工作模式和机器抓取机构的抓取方式进行判定以及控制机器抓取机构对所述物料进行抓取；其中，所述重力校正为所述若干弹出件伸长以调整所述物料的位置和角度，所述预设弹出动作为将上料筒内物料弹出以使机器抓取机构对物料进行抓取，所述密度分布相关数据包括物料的三维图纸和密度分布。2.根据权利要求1所述的机器视觉高精度定位抓取装置，其特征在于，所述上料筒设有上料层，上料层的下方安装有所述若干弹出件且各弹出件设有模块化弹出动作；所述模块化弹出动作为若干弹出件在物料输出至上料筒时将物料从上料筒弹出以使所述若干机器抓取机构对物料进行抓取；其中，所述上料层的材质为柔性材料。3.根据权利要求2所述的机器视觉高精度定位抓取装置，其特征在于，所述处理器在物料进入所述输料带时根据单个物料的所述密度分布相关数据确定物料在上料层表面的标准姿态；所述标准姿态满足所述物料处于所述上料层表面时，将物料以预设分区策略分为若干区域，各区域物料的重心在同一水平面上；所述预设分区策略为所述处理器以穿过物料的重心且垂直于输料带的平面为第一基准面，设定穿过物料的重心且垂直于第一基准面的平面为第二基准面，并以第一基准面和第二基准面将物料划分为若干区域。4.根据权利要求3所述的机器视觉高精度定位抓取装置，其特征在于，所述处理器根据所述深度相机采集的深度图像标定所述物料的位置和姿态，并在物料运行至所述上料层时根据深度图像中物料的偏移特征对物料姿态进行重力校正；所述偏移特征包括物料姿态与标准姿态的位置偏移量和角度偏移量，所述重力校正为若干弹出件伸长并推动物料的若干位置以调整物料的位置和角度，以使物料重力分布达到预设重力分布状态，且所述处理器将伸长的若干弹出件标记为姿态校正件；所述预设重力分布状态为物料的重力分布与物料处于标准姿态时的重力分布相同...
【专利技术属性】
技术研发人员：史明忠，陈刚，肖伟，
申请(专利权)人：苏州视谷视觉技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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