本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，特別是涉及一種基于主動(dòng)視覺定位的服務(wù)機(jī)器人抓取系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)：

服務(wù)機(jī)器人是智能化機(jī)器人的一種，用以在日常生活中減少人力勞動(dòng)，其服務(wù)范圍大多出現(xiàn)在家庭、飯店和醫(yī)院中，而對(duì)目標(biāo)物體的定位和抓取是服務(wù)機(jī)器人功能中的重要組成部分。在對(duì)目標(biāo)物體的定位方面，由于目標(biāo)的外觀多樣性、幾何變換、光照的變化、遮擋、低分辨率以及噪聲等問題所帶來的困難，使得在現(xiàn)實(shí)生活中對(duì)目標(biāo)物體定位的實(shí)際任務(wù)變得非常具有挑戰(zhàn)性，存在很多理論與技術(shù)問題需要解決。而在目標(biāo)物體的抓取方面，現(xiàn)階段的服務(wù)機(jī)器人雖然已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)物體抓取，但存在精度低，速度慢等弊端，尤其是對(duì)于較低空間范圍內(nèi)的物體，由于攝像頭無法觀測(cè)而無法進(jìn)行抓取。

因此，在服務(wù)機(jī)器人對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行定位抓取任務(wù)方面，尤其是目標(biāo)物體三維信息不完全、不清晰或目標(biāo)物體處于攝像頭觀測(cè)盲區(qū)的較低空間范圍時(shí)，亟需一種新型的技術(shù)方案來解決這一問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種基于主動(dòng)視覺定位的服務(wù)機(jī)器人抓取系統(tǒng)，通過改變?cè)婆_(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)角度使攝像頭可進(jìn)行大范圍圖像采集，克服現(xiàn)有技術(shù)對(duì)較低空間范圍內(nèi)物體無法抓取的問題，通過目標(biāo)物體定位軟件中一系列圖像處理技術(shù)，克服現(xiàn)有技術(shù)對(duì)三維信息不完全、不清晰的目標(biāo)物體較難識(shí)別的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種基于主動(dòng)視覺定位的服務(wù)機(jī)器人抓取系統(tǒng)，其包括可移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人本體、云臺(tái)、攝像頭、三指手爪、計(jì)算機(jī)以及目標(biāo)物體定位軟件，所述的目標(biāo)物體定位軟件包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、特征提取模塊、模式識(shí)別模塊以及目標(biāo)物體定位模塊；其中，在可移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人本體上方設(shè)有云臺(tái)，在云臺(tái)上方夾持有攝像頭，三指手爪固定在可移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人本體的第三段機(jī)械臂末端，在可移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人本體旁設(shè)有計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)中安裝有目標(biāo)物體定位軟件；可移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人本體通過電線與計(jì)算機(jī)相連，云臺(tái)通過電線與計(jì)算機(jī)相連，攝像頭通過電線與計(jì)算機(jī)相連，三指手爪通過電線與計(jì)算機(jī)相連，通過改變?cè)婆_(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，從而利用攝像頭進(jìn)行大范圍圖像實(shí)時(shí)采集并傳入計(jì)算機(jī)中，再由計(jì)算機(jī)中的目標(biāo)物體定位軟件根據(jù)實(shí)時(shí)傳入的圖像進(jìn)行目標(biāo)物體識(shí)別和定位，通過對(duì)目標(biāo)物體的定位，由計(jì)算機(jī)控制可移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人本體的三段機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)至目標(biāo)物體處，并控制三指手爪對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行抓取。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

現(xiàn)有的服務(wù)機(jī)器人視覺定位抓取技術(shù)，雖然可以一定程度上對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行抓取，但對(duì)于放置在較低空間范圍內(nèi)的物體，由于攝像頭掃描不到而無法抓取。

本發(fā)明通過改變?cè)婆_(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)角度使攝像頭可進(jìn)行大范圍圖像實(shí)時(shí)采集，通過圖像處理模塊對(duì)攝像頭采集到的圖像進(jìn)行處理，通過特征提取模塊提取圖像特征，通過模式識(shí)別模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的識(shí)別，通過目標(biāo)物體定位模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體位置估計(jì)，基于此，可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的抓取，并能有效對(duì)較低空間范圍內(nèi)的物體進(jìn)行抓取。

附圖說明

圖1是基于主動(dòng)視覺定位的服務(wù)機(jī)器人抓取系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是目標(biāo)物體定位軟件內(nèi)部模塊連接框圖；

圖1中，1.可移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人本體；2.云臺(tái)；3.攝像頭；4.三指手爪；5.計(jì)算機(jī)；6.目標(biāo)物體定位軟件。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種基于主動(dòng)視覺定位的服務(wù)機(jī)器人抓取系統(tǒng)：

其包括可移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人本體1、云臺(tái)2、攝像頭3、三指手爪4、計(jì)算機(jī)5以及目標(biāo)物體定位軟件6，所述的目標(biāo)物體定位軟件6包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、特征提取模塊、模式識(shí)別模塊以及目標(biāo)物體定位模塊；其中，在可移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人本體1上方設(shè)有云臺(tái)2，在云臺(tái)2上方夾持有攝像頭3，三指手爪4固定在可移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人本體1的第三段機(jī)械臂末端，在可移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人本體1旁設(shè)有計(jì)算機(jī)5，計(jì)算機(jī)5中安裝有目標(biāo)物體定位軟件6；可移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人本體1通過電線與計(jì)算機(jī)5相連，云臺(tái)2通過電線與計(jì)算機(jī)5相連，攝像頭3通過電線與計(jì)算機(jī)5相連，三指手爪4通過電線與計(jì)算機(jī)5相連，通過改變?cè)婆_(tái)2轉(zhuǎn)動(dòng)角度，從而利用攝像頭3進(jìn)行大范圍圖像實(shí)時(shí)采集并傳入計(jì)算機(jī)5中，再由計(jì)算機(jī)5中的目標(biāo)物體定位軟件6根據(jù)實(shí)時(shí)傳入的圖像進(jìn)行目標(biāo)物體識(shí)別和定位，通過對(duì)目標(biāo)物體的定位，由計(jì)算機(jī)5控制可移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人本體1的三段機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)至目標(biāo)物體處，并控制三指手爪4對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行抓取。

實(shí)施例2

如圖2所示，本發(fā)明中目標(biāo)物體定位軟件，其包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、特征提取模塊、模式識(shí)別模塊以及目標(biāo)物體定位模塊。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于主動(dòng)視覺定位的服務(wù)機(jī)器人抓取系統(tǒng)，涉及機(jī)器人領(lǐng)域，本系統(tǒng)包括可移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人本體、云臺(tái)、攝像頭、三指手爪、計(jì)算機(jī)以及目標(biāo)物體定位軟件，本系統(tǒng)通過改變?cè)婆_(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，從而利用攝像頭進(jìn)行大范圍圖像實(shí)時(shí)采集并傳入計(jì)算機(jī)中，再由計(jì)算機(jī)中的目標(biāo)物體定位軟件根據(jù)實(shí)時(shí)傳入的圖像進(jìn)行目標(biāo)物體識(shí)別和定位，通過對(duì)目標(biāo)物體的定位，由計(jì)算機(jī)控制可移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人本體的三段機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)至目標(biāo)物體處，并控制三指手爪對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行抓取，本發(fā)明能用于服務(wù)機(jī)器人對(duì)目標(biāo)物體的定位和抓取，特別是能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)三維信息不完全、不清晰或處于攝像頭觀測(cè)盲區(qū)的較低空間范圍內(nèi)的目標(biāo)物體進(jìn)行定位和抓取。

技術(shù)研發(fā)人員：鄧海嘯
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京金快快無人機(jī)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.02
技術(shù)公布日：2017.10.10