CN106003119A - 吸取式机械手的物体抓取方法及物体抓取系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吸取式机械手的物体抓取方法及物体抓取系统。吸取式机械手的物体抓取方法包括步骤：采集物体的图像信息，并分析图像信息以获取物体的位置信息与姿态信息；根据物体的位置信息与姿态信息，控制吸取式机械手的两个第一吸取装置吸取物体的第一面；控制吸取式机械手抬起物体并利用物体自身重力使吸取式机械手的第二吸取装置吸取物体的第二面，第一面及第二面为物体相交的两个面。上述吸取式机械手的物体抓取方法，通过两个第一吸取装置吸取物体的第一面，提高了抓取物体时的可靠性，避免抓取过程中物体跌落的情况。同时，通过吸取式机械手对物体姿态的改变来使第二吸取装置吸取物体的第二面，提高了吸取式机械手抓取物体的成功率。
Description
技术领域
本发明涉及机器人领域，更具体而言，涉及一种吸取式机械手的物体抓取方法及物体抓取系统。
背景技术
在相关技术中，吸取式机械手对货柜中多个物体抓取时采用单个面单个吸取装置，如吸盘抓取的方式来实现，比如在货柜格子空间中，抓取物体时，抓取物体的顶面、侧面、角点都为单个吸取装置抓取单个面情况。
但是，上述抓取过程中，单个面单个吸取装置的方式使得吸取式机械手抓取物体时的可靠性较低，容易出现抓取过程中物体跌落的情况。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种吸取式机械手的物体抓取方法及物体抓取系统。
一种吸取式机械手的物体抓取方法，包括步骤：
采集物体的图像信息，并分析该图像信息以获取该物体的位置信息与姿态信息；
根据该物体的位置信息与姿态信息，控制该吸取式机械手的两个第一吸取装置吸取该物体的第一面；
控制该吸取式机械手抬起该物体并利用该物体自身重力使该吸取式机械手的第二吸取装置吸取该物体的第二面，该第一面及该第二面为该物体相交的两个面。
本发明实施方式的吸取式机械手的物体抓取方法，通过两个第一吸取装置吸取物体的第一面，提高了抓取物体时的可靠性，避免抓取过程中物体跌落的情况。同时，通过吸取式机械手对物体姿态的改变来使第二吸取装置吸取物体的第二面，提高了吸取式机械手抓取物体的成功率。
在一些实施方式中，所述采集物体的图像信息，并分析该图像信息以获取该物体的位置信息与姿态信息，包括步骤：
分析该图像信息以获取该物体所在的图像区域；
在该图像区域内设置感兴趣区域，并获取该感兴趣区域的点云信息；
根据该点云信息识别该第一面及该第二面；
分析该第一面及该第二面以获取该第一面及该第二面的向量信息，及该第一面与该第二面相交所形成的棱边中心点，该棱边中心点作为该物体的位置信息；
分析该第一面及该第二面的向量信息以获取该物体的姿态信息。
应该说明的是，向量信息表示的是需要抓取的面的法向量，而该面的法向量可以体现出该面在空间坐标上的方向(即姿态)信息。而在本发明的实施方式的算法中，通过图像采集装置所采集的点云信息可以直接得到各个面的参数信息，其中就包括法向量信息。
在一些实施方式中，所述根据该物体的位置信息与姿态信息，控制该吸取式机械手的两个第一吸取装置吸取该物体的第一面，包括步骤：
通过图像采集装置与该吸取式机械手的坐标转换获取该吸取式机械手所要到达的位置，该图像采集装置用于采集该图像信息；
根据该吸取式机械手所要到达的位置，控制两个该第一吸取装置吸取该第一面。
在一些实施方式中，该第一吸取装置包括第一吸取件；
所述根据该物体的位置信息与姿态信息，控制该吸取式机械手的两个第一吸取装置吸取该物体的第一面，包括步骤：
控制两个该第一吸取件吸取该第一面。
在一些实施方式中，该第一吸取装置包括第一驱动装置及第一气压传感器，该第一驱动装置连接该第一吸取件，该第一气压传感器用于采集该第一吸取件的吸取气压数据，所述控制两个该第一吸取件吸取该第一面，包括步骤：
接收该第一气压传感器采集的该第一吸取件的吸取气压数据，根据该第一吸取件的吸取气压数据，判断该第一吸取件是否吸取该第一面；
若是，进入控制该吸取式机械手抬起该物体的步骤；
若否，控制该第一驱动装置转动该第一吸取件以使该第一吸取件吸取该第一面。
在一些实施方式中，该第一吸取件为吸盘，该第一驱动装置为舵机装置。
在一些实施方式中，该第二吸取装置包括第二吸取件；
所述控制该吸取式机械手抬起该物体并利用该物体自身重力使该吸取式机械手的第二吸取装置吸取该物体的第二面，包括步骤：
利用该物体自身重力使该第二吸取件吸取该第二面。
在一些实施方式中，该第二吸取装置包括第二驱动装置及第二气压传感器，该第二驱动装置连接该第二吸取件，该第二气压传感器用于采集该第二吸取件的吸取气压数据，所述利用该物体自身重力使该第二吸取件吸取该第二面，包括步骤：
接收该第二气压传感器采集的该第二吸取件的吸取气压数据，根据该第二吸取件的吸取气压数据，判断该第二吸取件是否吸取该第二面；
若是，判断该第二吸取件吸取该第二面；
若否，控制该第二驱动装置转动该第二吸取件以使该第二吸取件吸取该第二面。
在一些实施方式中，该第二吸取件为吸盘，该第二驱动装置为舵机装置。
一种吸取式机械手的物体抓取系统，包括图像采集装置、控制装置及吸取式机械手，该控制装置连接该图像采集装置及该吸取式机械手，该吸取式机械手包括第一吸取装置及第二吸取装置。该图像采集装置用于采集物体的图像信息。该控制装置用于：
分析该图像信息以获取该物体的位置信息与姿态信息；
根据该物体的位置信息与姿态信息，控制两个该第一吸取装置吸取该物体的第一面；
控制该吸取式机械手抬起该物体并利用该物体自身重力使该第二吸取装置吸取该物体的第二面；
该第一面及该第二面为该物体相交的两个面。
本发明实施方式的吸取式机械手的物体抓取系统，通过两个第一吸取装置吸取物体的第一面，提高了抓取物体时的可靠性，避免抓取过程中物体跌落的情况。同时，通过吸取式机械手对物体姿态的改变来使第二吸取装置吸取物体的第二面，提高了吸取式机械手抓取物体的成功率。
在一些实施方式中，在分析该图像信息以获取该物体的位置信息与姿态信息时，该控制装置用于：
分析该图像信息以获取该物体所在的图像区域；
在该图像区域内设置感兴趣区域，并获取该感兴趣区域的点云信息；
根据该点云信息识别该第一面及该第二面；
分析该第一面及该第二面以获取该第一面及该第二面的向量信息，及该第一面与该第二面相交所形成的棱边中心点，该棱边中心点作为该物体的位置信息；
分析该第一面及该第二面的向量信息以获取该物体的姿态信息。
在一些实施方式中，在根据该物体的位置信息与姿态信息，控制两个该第一吸取装置吸取该物体的第一面时，该控制装置用于：
通过该图像采集装置与该吸取式机械手的坐标转换获取该吸取式机械手所要到达的位置；
根据该吸取式机械手所要到达的位置，控制两个该第一吸取装置吸取该第一面。
在一些实施方式中，该第一吸取装置包括第一吸取件；
在根据该物体的位置信息与姿态信息，控制两个该第一吸取装置吸取该物体的第一面时，该控制装置用于：
控制两个该第一吸取件吸取该第一面。
在一些实施方式中，该第一吸取装置包括第一驱动装置及第一气压传感器，该第一驱动装置连接该第一吸取件，该第一气压传感器用于采集该第一吸取件的吸取气压数据，在控制两个该第一吸取件吸取该第一面时，该控制装置用于：
接收该第一气压传感器采集的该第一吸取件的吸取气压数据，根据该第一吸取件的吸取气压数据，判断该第一吸取件是否吸取该第一面；
若是，控制该吸取式机械手抬起该物体；
若否，控制该第一驱动装置转动该第一吸取件以使该第一吸取件吸取该第一面。
在一些实施方式中，该第一吸取件为吸盘，该第一驱动装置为舵机装置。
在一些实施方式中，该第二吸取装置包括第二吸取件；
在控制该吸取式机械手抬起该物体并利用该物体自身重力使该第二吸取装置吸取该物体的第二面时，该控制装置用于：
利用该物体自身重力使该第二吸取件吸取该第二面。
在一些实施方式中，该第二吸取装置包括第二驱动装置及第二气压传感器，该第二驱动装置连接该第二吸取件，该第二气压传感器用于采集该第二吸取件的吸取气压数据，在利用该物体自身重力使该第二吸取件吸取该第二面时，该控制装置用于：
接收该第二气压传感器采集的该第二吸取件的吸取气压数据，根据该第二吸取件的吸取气压数据，判断该第二吸取件是否吸取该第二面；
若是，判断该第二吸取件吸取该第二面；
若否，控制该第二驱动装置转动该第二吸取件以使该第二吸取件吸取该第二面。
在一些实施方式中，该第二吸取件为吸盘，该第二驱动装置为舵机装置。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施方式的吸取式机械手的物体抓取方法的流程示意图；
图2是本发明实施方式的吸取式机械手的物体抓取方法所用的吸取式机械手的结构示意图；
图3是本发明实施方式的吸取式机械手的物体抓取方法中吸取式机械手吸取物体的状态示意图；
图4是本发明实施方式的吸取式机械手的物体抓取方法的另一流程示意图；
图5是本发明实施方式的吸取式机械手的物体抓取方法的又一流程示意图；
图6是本发明实施方式的吸取式机械手的物体抓取方法中采集第一吸取件的吸取气压数据的原理示意图；
图7是本发明实施方式的吸取式机械手的物体抓取方法的再一流程示意图；
图8是本发明实施方式的吸取式机械手的物体抓取方法的又再一流程示意图；
图9是本发明实施方式的吸取式机械手的物体抓取系统的模块示意图；
图10是本发明实施方式的吸取式机械手的物体抓取系统的另一模块示意图；
图11是本发明实施方式的吸取式机械手的物体抓取系统的又一模块示意图；
图12是本发明实施方式的吸取式机械手的物体抓取系统的再一模块示意图；
图13是本发明实施方式的吸取式机械手的物体抓取系统的又再一模块示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，该实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参图1，本发明实施方式的一种吸取式机械手的物体抓取方法，包括步骤：
S11，采集物体的图像信息，并分析该图像信息以获取该物体的位置信息与姿态信息；
S12，根据该物体的位置信息与姿态信息，控制该吸取式机械手的两个第一吸取装置吸取该物体的第一面；
S13，控制该吸取式机械手抬起该物体并利用该物体自身重力使该吸取式机械手的第二吸取装置吸取该物体的第二面，该第一面及该第二面为该物体相交的两个面。
因此，上述吸取式机械手的物体抓取方法，通过两个第一吸取装置吸取物体的第一面，提高了抓取物体时的可靠性，避免抓取过程中物体跌落的情况。同时，通过吸取式机械手对物体姿态的改变来使第二吸取装置吸取物体的第二面，提高了吸取式机械手抓取物体的成功率。
具体地，在本发明实施方式中，请参图2及图3，吸取式机械手200包括基板202、三个手指构件204及三个吸取装置206，三个手指构件204呈三角形状分布设置在基板202上，每个吸取装置206包括吸取件208，吸取件208可转动地安装在对应的一个手指构件204的末端。
可将图2中右侧的两个吸取装置206作为两个第一吸取装置210，左侧的一个吸取装置206作为第二吸取装置212。
基板202上开设有图像采集装置(如摄像头)的采光孔214，图像采集装置(图未示)与手指构件204安装在基板202相背的两侧，图像采集装置可通过采光孔214采集物体300的图像信息。在一些实际应用中，图像采集装置可采用微软公司发行的Kinect设备。
另外，每个吸取装置206包括驱动装置216(如舵机装置)，驱动装置216安装在基板202上，驱动装置216驱动吸取件208转动以调整吸取件208的吸取面218相对于物体300表面的角度，以使吸取件208能够对物体300表面贴紧吸取。
较佳地，为了增强吸取装置206的吸力，每个吸取装置206还包括动力装置(图未示)，动力装置连接对应的一个吸取件208，动力装置用于在吸取件208内形成负压。
在步骤S11中，可利用安装在基板202上的图像采集装置来采集物体的图像信息，并将相关的数据回传以进行处理。
在一些实施方式中，请参图4，所述采集物体的图像信息，并分析该图像信息以获取该物体的位置信息与姿态信息，包括步骤：
S21，分析该图像信息以获取该物体所在的图像区域；
S22，在该图像区域内设置感兴趣区域，并获取该感兴趣区域的点云信息；
S23，根据该点云信息识别该第一面及该第二面；
S24，分析该第一面及该第二面以获取该第一面及该第二面的向量信息，及该第一面与该第二面相交所形成的棱边中心点，该棱边中心点作为该物体的位置信息；
S25，分析该第一面及该第二面的向量信息以获取该物体的姿态信息。
具体地，可利用背景差分法来获取该物体所在的图像区域。在本发明一个例子中，请参图3，需要抓取的物体300是盒状物体且抓取的物体300放置在货柜中时，可利用图像采集装置预先采集空货柜的图像以得到背景图像，然后再采集物体300放置在货柜时物体300的图像，通过背景图像与物体300的图像的比较来获取在物体300的图像信息中物体300所在的图像区域。
感兴趣区域(ROI)可根据抓取物体300时的大致位置确定。在本发明一个例子中，可将物体300的中间位置确定为抓取物体300时的大致位置并作为感兴趣区域。因此，设置感兴趣区域能够减少计算量，提高吸取式机械手的物体抓取方法的效率。
在本发明一个例子中，在抓取物体300时，吸取式机械手是以一斜向角度伸向物体300并进行抓取，例如，吸取式机械手从物体300的左上方或右上方伸向物体进行抓取。
因此，本发明实施方式中，通过点云信息可识别在图像采集装置视觉范围内的物体300的表面。例如，在物体300的左上方采集物体300的图像信息，则可识别出物体300的三个表面。然后通过与坐标各个方向上的标准向量的比较可以知道得到物体300的三个表面属于物体的哪些面，例如，物体300的顶面302、正面304及左侧面306。
在本发明实施方式中，可将物体300的顶面302作为第一面及将物体300的正面304作为第二面，以为后续吸取式机械手抓取物体提供数据。在本发明的例子中，第一面与第二面正交。
分析物体300的正面304及顶面302时，由前述识别正面304及顶面302时可得到正面304及顶面302的向量信息，并可根据正面304的中心点与顶面302的中心点以及向量信息得到两个面相交所形成的棱边中心点。该棱边中心点作为该物体300的位置信息。
在分析正面304及顶面302的向量信息时，可得出物体300相对标准向量的偏转角，并根据该偏转角，通过换算得到物体300的姿态信息。物体300的姿态信息可作为吸取式机械手抓取物体300时的姿态(Orientation)。
在其它实施方式中，如果识别得到的是物体300的两个面的信息，则根据该两个面的中心点以及向量信息得到两个面相交所形成的棱边中心点。
在一些实施方式中，请参图5，所述根据该物体的位置信息与姿态信息，控制该吸取式机械手的两个第一吸取装置吸取该物体的第一面，包括步骤：
S31，通过图像采集装置与该吸取式机械手的坐标转换获取该吸取式机械手所要到达的位置，该图像采集装置用于采集该图像信息；
S32，根据该吸取式机械手所要到达的位置，控制两个该第一吸取装置吸取该第一面。
具体地，在本发明实施方式中，可预先标定好图像采集装置与安装有吸取式机械手200的底座的数据得出图像采集装置与吸取式机械手200之间的坐标换算矩阵，根据坐标换算矩阵，将获取到的物体300的位置信息的坐标乘以换算矩阵得到物体300的位置信息在吸取式机械手200的底座的坐标，进而得到吸取式机械手200所要到达的位置。在一些实施方式中，物体300的位置信息可采用第一面(如顶面302)及第二面(如正面304)相交所形成的棱边中心点，并将该棱边中心点作为抓取点。
在获取该吸取式机械手200所要到达的位置后，控制吸取式机械手200移动，使两个第一吸取装置210位于物体300的第一面上方，然后控制吸取式机械手200向第一面的方向移动，使两个第一吸取装置210吸取第一面，如图3所示。在本发明的示例中，第一面为物体300的顶面302，第二面为物体300的正面304。
在一些实施方式中，第一吸取装置210包括第一吸取件220。
所述根据该物体的位置信息与姿态信息，控制该吸取式机械手的两个第一吸取装置吸取该物体的第一面，包括步骤：
控制两个第一吸取件220吸取该第一面。
具体地，在吸取第一面时，第一吸取件220以原有的姿态吸取第一面，以达到快速吸取第一面的目的。
在一些实施方式中，请参图2及图6，该第一吸取装置210包括第一驱动装置222及第一气压传感器224，该第一驱动装置222连接该第一吸取件220，该第一气压传感器224用于采集该第一吸取件220的吸取气压数据。请参图7，所述控制两个该第一吸取件220吸取该第一面，包括步骤：
S41，接收该第一气压传感器224采集的该第一吸取件220的吸取气压数据，根据该第一吸取件220的吸取气压数据，判断该第一吸取件220是否吸取该第一面；
若是，进入控制该吸取式机械手200抬起该物体300的步骤；
若否，S42，控制该第一驱动装置222转动该第一吸取件220以使该第一吸取件220吸取该第一面。
具体地，在本发明实施方式中，较佳地，为了增强吸取件208的吸力，每个吸取装置206还包括动力装置(图未示)，每个动力装置连接对应的一个吸取件208，每个动力装置用于在吸取件208内形成负压。
例如，动力装置包括泵226，第一吸取件220与泵226之间、第一吸取件220与第一气压传感器224之间通过管道228连接，如图6所示。
在吸取第一面之前，第一吸取件220的吸取面可能相对于第一面倾斜，在第一吸取件220吸取第一面时，可能出现第一吸取件220未能吸取第一面的情况。因此，通过第一气压传感器224采集的第一吸取件220的吸取气压数据来判断第一吸取件220是否吸取第一面。
例如，当第一吸取件220吸取第一面时(即吸上时)，管道228内的气压变小；当第一吸取件220未吸取第一面时(即漏气时)，管道228内的气压就是大气压。第一气压传感器224根据气压的大小输出相应的电压值。如第一气压传感器224输出的电压值的量程为a-b，在漏气时，第一气压传感器224输出的电压值为a，在吸上时，第一气压传感器224输出的电压值为a-b之间某个数值。通过电压值的判断即可判断第一吸取件220是否吸取第一面。
若第一吸取件220吸取第一面，即可控制吸取式机械手200抬起物体300。
若第一吸取件220未吸取第一面，控制第一驱动装置222启动以转动第一吸取件220，进而调整第一吸取件220的吸取面，使第一吸取件220吸取第一面为止。
综上，在本发明实施方式中，吸取式机械手的物体抓取方法可主动调整第一吸取件220的位置使得第一吸取件220的位置可调，从而使提高吸取式机械手200抓取物体300的成功率。
在一些实施方式中，该第一吸取件220为吸盘，该第一驱动装置222为舵机装置。因此，吸盘易于实现，降低了吸取式机械手的物体抓取方法的成本。同时，舵机装置的控制简单，进一步降低了吸取式机械手的物体抓取方法的成本及复杂度。
第一驱动装置222可安装在基板202上。在本发明一个例子中，第一驱动装置222可通过拉丝驱动第一吸取件220转动。
在一些实施方式中，该第二吸取装置212包括第二吸取件230。
所述控制该吸取式机械手抬起该物体并利用该物体自身重力使该吸取式机械手的第二吸取装置吸取该物体的第二面，包括步骤：
利用该物体自身重力使该第二吸取件230吸取该第二面。
具体地，当两个第一吸取装置210吸取第一面时，吸取式机械手200抬起物体300。此时，由于吸取式机械手200是对物体300的单面吸取，因此，物体300被抬起后，物体300在物体自身重力作用下会向第二吸取装置212靠近以使第二吸取件230吸取第二面。而且，在吸取第二面时，第二吸取件230以原有的姿态吸取第二面，以达到快速吸取第二面的目的。
在一些实施方式中，该第二吸取装置212包括第二驱动装置及第二气压传感器，该第二驱动装置连接该第二吸取件230，该第二气压传感器用于采集该第二吸取件230的吸取气压数据。请参图8，所述利用该物体自身重力使该第二吸取件吸取该第二面，包括步骤：
S51，接收该第二气压传感器采集的该第二吸取件230的吸取气压数据，根据该第二吸取件230的吸取气压数据，判断该第二吸取件230是否吸取该第二面；
若是，S52，判断该第二吸取件230吸取该第二面；
若否，S53，控制该第二驱动装置转动该第二吸取件230以使该第二吸取件230吸取该第二面。
具体地，与以上实施方式的第一气压传感器224与第一吸取件220连接方式相类似，第二吸取件230与泵之间、第二吸取件230与第二气压传感器之间通过管道连接。
在吸取第二面之前，第二吸取件230的吸取面可能相对于第二面倾斜，在第二吸取件230吸取第二面时，可能出现第二吸取件230未能吸取第二面的情况。因此，通过第二气压传感器采集的第二吸取件230的吸取气压数据来判断第二吸取件230是否吸取第二面。
需要指出的是，在本发明实施方式中，判断第二吸取件230是否吸取第二面的原理与判断第一吸取件220是否吸取第一面的原理相类似，为避免冗余，在此不再详细展开。
若第二吸取件230吸取第二面，判断该第二吸取件230吸取该第二面，这样可进行后续的其它作业。
若第二吸取件230未吸取第二面，控制第二驱动装置启动以转动第二吸取件230，进而调整第二吸取件230的吸取面，使第二吸取件230吸取第二面为止。
综上，在本发明实施方式中，吸取式机械手的物体抓取方法可主动调整第二吸取件230的位置使得第二吸取件230的位置可调，从而使提高吸取式机械手200抓取物体300的成功率。
在一些实施方式中，该第二吸取件230为吸盘，该第二驱动装置为舵机装置。因此，吸盘易于实现，降低了吸取式机械手的物体抓取方法的成本。同时，舵机装置的控制简单，进一步降低了吸取式机械手的物体抓取方法的成本及复杂度。
第二驱动装置可安装在基板202上。在本发明一个例子中，第二驱动装置可通过拉丝驱动第二吸取件230转动。
请参图9，本发明实施方式的一种吸取式机械手的物体抓取系统100，包括图像采集装置102、控制装置104及吸取式机械手200。
该控制装置104连接该图像采集装置102及该吸取式机械手200，该吸取式机械手200包括第一吸取装置210及第二吸取装置212。该图像采集装置102用于采集物体300的图像信息。
该控制装置104用于：
分析该图像信息以获取该物体300的位置信息与姿态信息；
根据该物体300的位置信息与姿态信息，控制两个该第一吸取装置210吸取该物体300的第一面；
控制该吸取式机械手200抬起该物体300并利用该物体300自身重力使该第二吸取装置212吸取该物体300的第二面。
该第一面及该第二面为该物体300相交的两个面。
因此，上述吸取式机械手的物体抓取系统100，通过两个第一吸取装置210吸取物体300的第一面，提高了抓取物体300时的可靠性，避免抓取过程中物体300跌落的情况。同时，通过吸取式机械手200对物体300姿态的改变来使第二吸取装置212吸取物体的第二面，提高了吸取式机械手200抓取物体300的成功率。
需要说明的是，上述对于吸取式机械手的物体抓取方法的实施方式的解释说明也适用于本实施方式的吸取式机械手的物体抓取系统100，为避免冗余，在此不再详细展开。
在一些实施方式中，在分析该图像信息以获取该物体300的位置信息与姿态信息时，该控制装置104用于：
分析该图像信息以获取该物体300所在的图像区域；
在该图像区域内设置感兴趣区域，并获取该感兴趣区域的点云信息；
根据该点云信息识别该第一面及该第二面；
分析该第一面及该第二面以获取该第一面及该第二面的向量信息，及该第一面与该第二面相交所形成的棱边中心点，该棱边中心点作为该物体300的位置信息；
分析该第一面及该第二面的向量信息以获取该物体300的姿态信息。
如此，吸取式机械手的物体抓取系统100能够较简单地及准确地获取物体300的位置信息及姿态信息。
需要说明的是，上述对于吸取式机械手的物体抓取方法的实施方式的解释说明也适用于本实施方式的吸取式机械手的物体抓取系统100，为避免冗余，在此不再详细展开。
在一些实施方式中，在根据该物体300的位置信息与姿态信息，控制两个该第一吸取装置210吸取该物体300的第一面时，该控制装置104用于：
通过该图像采集装置102与该吸取式机械手200的坐标转换获取该吸取式机械手200所要到达的位置；
根据该吸取式机械手200所要到达的位置，控制两个该第一吸取装置210吸取该第一面。
如此，吸取式机械手的物体抓取系统100通过坐标的转换能够较简单地获取吸取式机械手200所要到达的位置。
需要说明的是，上述对于吸取式机械手的物体抓取方法的实施方式的解释说明也适用于本实施方式的吸取式机械手的物体抓取系统100，为避免冗余，在此不再详细展开。
在一些实施方式，请参图10，该第一吸取装置210包括第一吸取件220。在根据该物体300的位置信息与姿态信息，控制两个该第一吸取装置210吸取该物体300的第一面时，该控制装置104用于：
控制两个该第一吸取件220吸取该第一面。
如此，通过第一吸取件220吸取第一面而实现第一吸取装置210对第一面的吸取，同时，吸取式机械手200能够达到快速吸取第一面的目的。
需要说明的是，上述对于吸取式机械手的物体抓取方法的实施方式的解释说明也适用于本实施方式的吸取式机械手的物体抓取系统100，为避免冗余，在此不再详细展开。
在一些实施方式中，请结合图11，该第一吸取装置210包括第一驱动装置222及第一气压传感器224，该第一驱动装置222连接该第一吸取件220，该第一气压传感器224用于采集该第一吸取件220的吸取气压数据。在控制两个该第一吸取件220吸取该第一面时，该控制装置104用于：
接收该第一气压传感器224采集的该第一吸取件220的吸取气压数据，根据该第一吸取件220的吸取气压数据，判断该第一吸取件220是否吸取该第一面；
若是，控制该吸取式机械手200抬起该物体300；
若否，控制该第一驱动装置222转动该第一吸取件220以使该第一吸取件220吸取该第一面。
如此，吸取式机械手的物体抓取系统100可主动调整第一吸取件220的位置使得第一吸取件220的位置可调，从而使提高吸取式机械手200抓取物体300的成功率。
需要说明的是，上述对于吸取式机械手的物体抓取方法的实施方式的解释说明也适用于本实施方式的吸取式机械手的物体抓取系统100，为避免冗余，在此不再详细展开。
在一些实施方式中，该第一吸取件220为吸盘，该第一驱动装置222为舵机装置。
如此，吸盘易于实现，降低了吸取式机械手的物体抓取系统100的成本。同时，舵机装置的控制简单，进一步降低了吸取式机械手的物体抓取系统100的成本及复杂度。
需要说明的是，上述对于吸取式机械手的物体抓取方法的实施方式的解释说明也适用于本实施方式的吸取式机械手的物体抓取系统100，为避免冗余，在此不再详细展开。
在一些实施方式中，请结合图12，该第二吸取装置212包括第二吸取件230。在控制该吸取式机械手200抬起该物体300并利用该物体300自身重力使该第二吸取装置212吸取该物体300的第二面时，该控制装置104用于：利用该物体300自身重力使该第二吸取件230吸取该第二面。
如此，吸取式机械手200能够达到快速吸取第二面的目的。
需要说明的是，上述对于吸取式机械手的物体抓取方法的实施方式的解释说明也适用于本实施方式的吸取式机械手的物体抓取系统100，为避免冗余，在此不再详细展开。
在一些实施方式中，请参图13，该第二吸取装置212包括第二驱动装置232及第二气压传感器234，该第二驱动装置232连接该第二吸取件230，该第二气压传感器234用于采集该第二吸取件230的吸取气压数据，在利用该物体300自身重力使该第二吸取件230吸取该第二面时，该控制装置104用于：
接收该第二气压传感器234采集的该第二吸取件230的吸取气压数据，根据该第二吸取件230的吸取气压数据，判断该第二吸取件230是否吸取该第二面；
若是，判断该第二吸取件230吸取该第二面；
若否，控制该第二驱动装置232转动该第二吸取件230以使该第二吸取件230吸取该第二面。
如此，吸取式机械手的物体抓取系统100可主动调整第二吸取件230的位置使得第二吸取件230的位置可调，从而使提高吸取式机械手200抓取物体300的成功率。
需要说明的是，上述对于吸取式机械手的物体抓取方法的实施方式的解释说明也适用于本实施方式的吸取式机械手的物体抓取系统100，为避免冗余，在此不再详细展开。
在一些实施方式中，该第二吸取件230为吸盘，该第二驱动装置232为舵机装置。
如此，吸盘易于实现，降低了吸取式机械手的物体抓取系统100的成本。同时，舵机装置的控制简单，进一步降低了吸取式机械手的物体抓取系统100的成本及复杂度。
需要说明的是，上述对于吸取式机械手的物体抓取方法的实施方式的解释说明也适用于本实施方式的吸取式机械手的物体抓取系统，为避免冗余，在此不再详细展开。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施方式所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(移动终端)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施方式方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，所述程序在执行时，包括方法实施方式的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。
Claims (18)
1.一种吸取式机械手的物体抓取方法，其特征在于，包括步骤：
采集物体的图像信息，并分析该图像信息以获取该物体的位置信息与姿态信息；
根据该物体的位置信息与姿态信息，控制该吸取式机械手的两个第一吸取装置吸取该物体的第一面；
控制该吸取式机械手抬起该物体并利用该物体自身重力使该吸取式机械手的第二吸取装置吸取该物体的第二面，该第一面及该第二面为该物体相交的两个面。
2.如权利要求1所述的吸取式机械手的物体抓取方法，其特征在于，所述采集物体的图像信息，并分析该图像信息以获取该物体的位置信息与姿态信息，包括步骤：
分析该图像信息以获取该物体所在的图像区域；
在该图像区域内设置感兴趣区域，并获取该感兴趣区域的点云信息；
根据该点云信息识别该第一面及该第二面；
分析该第一面及该第二面以获取该第一面及该第二面的向量信息，及该第一面与该第二面相交所形成的棱边中心点，该棱边中心点作为该物体的位置信息；
分析该第一面及该第二面的向量信息以获取该物体的姿态信息。
3.如权利要求1所述的吸取式机械手的物体抓取方法，其特征在于，所述根据该物体的位置信息与姿态信息，控制该吸取式机械手的两个第一吸取装置吸取该物体的第一面，包括步骤：
通过图像采集装置与该吸取式机械手的坐标转换获取该吸取式机械手所要到达的位置，该图像采集装置用于采集该图像信息；
根据该吸取式机械手所要到达的位置，控制两个该第一吸取装置吸取该第一面。
4.如权利要求1所述的吸取式机械手的物体抓取方法，其特征在于，该第一吸取装置包括第一吸取件；
所述根据该物体的位置信息与姿态信息，控制该吸取式机械手的两个第一吸取装置吸取该物体的第一面，包括步骤：
控制两个该第一吸取件吸取该第一面。
5.如权利要求4所述的吸取式机械手的物体抓取方法，其特征在于，该第一吸取装置包括第一驱动装置及第一气压传感器，该第一驱动装置连接该第一吸取件，该第一气压传感器用于采集该第一吸取件的吸取气压数据，所述控制两个该第一吸取件吸取该第一面，包括步骤：
接收该第一气压传感器采集的该第一吸取件的吸取气压数据，根据该第一吸取件的吸取气压数据，判断该第一吸取件是否吸取该第一面；
若是，进入控制该吸取式机械手抬起该物体的步骤；
若否，控制该第一驱动装置转动该第一吸取件以使该第一吸取件吸取该第一面。
6.如权利要求5所述的吸取式机械手的物体抓取方法，其特征在于，该第一吸取件为吸盘，该第一驱动装置为舵机装置。
7.如权利要求1所述的吸取式机械手的物体抓取方法，其特征在于，该第二吸取装置包括第二吸取件；
所述控制该吸取式机械手抬起该物体并利用该物体自身重力使该吸取式机械手的第二吸取装置吸取该物体的第二面，包括步骤：
利用该物体自身重力使该第二吸取件吸取该第二面。
8.如权利要求7所述的吸取式机械手的物体抓取方法，其特征在于，该第二吸取装置包括第二驱动装置及第二气压传感器，该第二驱动装置连接该第二吸取件，该第二气压传感器用于采集该第二吸取件的吸取气压数据，所述利用该物体自身重力使该第二吸取件吸取该第二面，包括步骤：
接收该第二气压传感器采集的该第二吸取件的吸取气压数据，根据该第二吸取件的吸取气压数据，判断该第二吸取件是否吸取该第二面；
若是，判断该第二吸取件吸取该第二面；
若否，控制该第二驱动装置转动该第二吸取件以使该第二吸取件吸取该第二面。
9.如权利要求8所述的吸取式机械手的物体抓取方法，其特征在于，该第二吸取件为吸盘，该第二驱动装置为舵机装置。
10.一种吸取式机械手的物体抓取系统，其特征在于，包括图像采集装置、控制装置及吸取式机械手，该控制装置连接该图像采集装置及该吸取式机械手，该吸取式机械手包括第一吸取装置及第二吸取装置；
该图像采集装置用于采集物体的图像信息；
该控制装置用于：
分析该图像信息以获取该物体的位置信息与姿态信息；
根据该物体的位置信息与姿态信息，控制两个该第一吸取装置吸取该物体的第一面；
控制该吸取式机械手抬起该物体并利用该物体自身重力使该第二吸取装置吸取该物体的第二面；
该第一面及该第二面为该物体相交的两个面。
11.如权利要求10所述的吸取式机械手的物体抓取系统，其特征在于，在分析该图像信息以获取该物体的位置信息与姿态信息时，该控制装置用于：
分析该图像信息以获取该物体所在的图像区域；
在该图像区域内设置感兴趣区域，并获取该感兴趣区域的点云信息；
根据该点云信息识别该第一面及该第二面；
分析该第一面及该第二面以获取该第一面及该第二面的向量信息，及该第一面与该第二面相交所形成的棱边中心点，该棱边中心点作为该物体的位置信息；
分析该第一面及该第二面的向量信息以获取该物体的姿态信息。
12.如权利要求10所述的吸取式机械手的物体抓取系统，其特征在于，在根据该物体的位置信息与姿态信息，控制两个该第一吸取装置吸取该物体的第一面时，该控制装置用于：
通过该图像采集装置与该吸取式机械手的坐标转换获取该吸取式机械手所要到达的位置；
根据该吸取式机械手所要到达的位置，控制两个该第一吸取装置吸取该第一面。
13.如权利要求10所述的吸取式机械手的物体抓取系统，其特征在于，该第一吸取装置包括第一吸取件；
在根据该物体的位置信息与姿态信息，控制两个该第一吸取装置吸取该物体的第一面时，该控制装置用于：
控制两个该第一吸取件吸取该第一面。
14.如权利要求13所述的吸取式机械手的物体抓取系统，其特征在于，该第一吸取装置包括第一驱动装置及第一气压传感器，该第一驱动装置连接该第一吸取件，该第一气压传感器用于采集该第一吸取件的吸取气压数据，在控制两个该第一吸取件吸取该第一面时，该控制装置用于：
接收该第一气压传感器采集的该第一吸取件的吸取气压数据，根据该第一吸取件的吸取气压数据，判断该第一吸取件是否吸取该第一面；
若是，控制该吸取式机械手抬起该物体；
若否，控制该第一驱动装置转动该第一吸取件以使该第一吸取件吸取该第一面。
15.如权利要求14所述的吸取式机械手的物体抓取系统，其特征在于，该第一吸取件为吸盘，该第一驱动装置为舵机装置。
16.如权利要求10所述的吸取式机械手的物体抓取系统，其特征在于，该第二吸取装置包括第二吸取件；
在控制该吸取式机械手抬起该物体并利用该物体自身重力使该第二吸取装置吸取该物体的第二面时，该控制装置用于：
利用该物体自身重力使该第二吸取件吸取该第二面。
17.如权利要求16所述的吸取式机械手的物体抓取系统，其特征在于，该第二吸取装置包括第二驱动装置及第二气压传感器，该第二驱动装置连接该第二吸取件，该第二气压传感器用于采集该第二吸取件的吸取气压数据，在利用该物体自身重力使该第二吸取件吸取该第二面时，该控制装置用于：
接收该第二气压传感器采集的该第二吸取件的吸取气压数据，根据该第二吸取件的吸取气压数据，判断该第二吸取件是否吸取该第二面；
若是，判断该第二吸取件吸取该第二面；
若否，控制该第二驱动装置转动该第二吸取件以使该第二吸取件吸取该第二面。
18.如权利要求17所述的吸取式机械手的物体抓取系统，其特征在于，该第二吸取件为吸盘，该第二驱动装置为舵机装置。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
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| AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20181204 |
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| AD01 | Patent right deemed abandoned |