CN107756398B - 机器人视觉引导方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明适用于机器人技术领域，提供了一种机器人视觉引导方法、装置及设备。该方法包括：在机械手臂运动到指定位置后发送图像获取指令至图像获取单元获取目标物体的图像；根据预存的物体特征和地标特征，分析得到所述图像中的目标物体和目的地；从所述图像中获取目标物体的轮廓特征点和目的地的轮廓特征点；根据获取的轮廓特征点确定目标物体的坐标和目的地的坐标；根据目标物体的坐标和目的地的坐标，确定当前作业位置；根据机械臂上手爪的当前位置和当前作业位置，确定移动路径；根据移动路径生成动作指令控制机械臂和所述手爪执行移动所述目标物体的动作，可以实现对各种应用场景的柔性适配，提高工业机器人(机械臂)的智能性和灵活性。

Description

机器人视觉引导方法、装置及设备

技术领域

本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种机器人视觉引导方法、装置及设备。

背景技术

目前工业机器人(机械臂)作业的动作有些是靠人工设定好移动路径点(waypoint)和路径点顺序、速度，定义机器需要执行的动作。该方案的缺点是灵活性(flexibility)低，每个动作的执行都是由人工编程设定好的，机器人(机械臂)的智能性和灵活性较差，不能适应不同的工作场景或者不断变化的一个工作场景。例如，某大型加工中心拥有若干台同一型号CNC(Computer numerical control，数控机床)，每台CNC配备一台机器人执行上下夹具作业。随着运行时间推移，不同CNC/机器人工作单元出现上下夹具作业的精度不一致问题。

发明内容

本发明实施例提供一种机器人视觉引导方法、装置及设备，以解决现有机器人(机械臂)的智能性和灵活性较差，不能适应不同的工作场景或者不断变化的一个工作场景的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种机器人视觉引导方法，包括：

在机械手臂运动到指定位置后发送图像获取指令至图像获取单元，以使所述图像获取单元根据所述图像获取指令获取目标物体的图像，所述图像获取单元设置在所述机械手臂上；

接收所述图像获取单元发送的所述图像，根据预存的物体特征和地标特征，分析得到所述图像中的所述目标物体和目的地；

从所述图像中提取所述目标物体的几何形状，获取所述目标物体的轮廓特征点，且从所述图像中提取所述目的地的几何形状，获取所述目的地的轮廓特征点；

根据所述目标物体的轮廓特征点确定所述目标物体的坐标，且根据所述目的地的轮廓特征点确定所述目的地的坐标；

根据所述目标物体的坐标和所述目的地的坐标，确定当前作业位置；

根据设置在所述机械臂上手爪的当前位置和所述当前作业位置，确定移动路径；

根据所述移动路径发送动作指令给所述机械臂和所述手爪，以使所述机械臂和所述手爪根据所述动作指令执行移动所述目标物体的动作。

可选的，所述图像获取单元为可对焦相机；

在所述发送图像获取指令至图像获取单元之前，还包括：

接收测距传感器在所述机械手臂运动到指定位置后，测量的所述机械手臂与所述目标物体的目标距离，所述测距传感器设置在所述机械手臂上；

根据预存的距离与电压的关系，确定所述目标距离对应的目标电压，根据所述目标电压调整所述可对焦相机的焦距。

可选的，在所述发送图像获取指令至图像获取单元之前，还包括：

接收旋转指令，所述旋转指令携带旋转方向和旋转角度；

根据所述旋转方向和所述旋转角度控制旋转单元旋转，所述旋转单元设置在所述机械手臂上，所述图像获取单元通过所述旋转单元与所述机械手臂连接。

可选的，根据所述目标物体的坐标和所述目的地的坐标，确定当前作业位置包括：

计算所述目的地的坐标与所述目标物体的坐标的差值；

根据预存的作业位置初始值和所述差值，确定所述当前作业位置。

本发明实施例的第二方面提供了一种机器人视觉引导装置，包括；

图像获取指令发送单元，用于在机械手臂运动到指定位置后发送图像获取指令至图像获取单元，以使所述图像获取单元根据所述图像获取指令获取目标物体的图像，所述图像获取单元设置在所述机械手臂上；

图像接收单元，用于接收所述图像获取单元发送的所述图像，根据预存的物体特征和地标特征，分析得到所述图像中的所述目标物体和目的地；

特征点获取单元，用于从所述图像中提取所述目标物体的几何形状，获取所述目标物体的轮廓特征点，且从所述图像中提取所述目的地的几何形状，获取所述目的地的轮廓特征点；

坐标确定单元，用于根据所述目标物体的轮廓特征点确定所述目标物体的坐标，且根据所述目的地的轮廓特征点确定所述目的地的坐标；

作业位置确定单元，用于根据所述目标物体的坐标和所述目的地的坐标，确定当前作业位置；

移动路径确定单元，用于根据设置在所述机械臂上手爪的当前位置和所述当前作业位置，确定移动路径；

动作指令发送单元，用于根据所述移动路径发送动作指令给所述机械臂和所述手爪，以使所述机械臂和所述手爪根据所述动作指令执行移动所述目标物体的动作。

可选的，所述图像获取单元为可对焦相机；

所述装置还包括：

距离接收单元，用于在所述图像获取指令发送单元发送图像获取指令至图像获取单元之前，接收测距传感器在所述机械手臂运动到指定位置后，测量的所述机械手臂与所述目标物体的目标距离，所述测距传感器设置在所述机械手臂上；

焦距调整单元，用于根据预存的距离与电压的关系，确定所述目标距离对应的目标电压，根据所述目标电压调整所述可对焦相机的焦距。

可选的，所述装置还包括：

旋转调整单元，用于在所述图像获取指令发送单元发送图像获取指令至图像获取单元之前，接收旋转指令，所述旋转指令携带旋转方向和旋转角度，根据所述旋转方向和所述旋转角度控制旋转单元旋转，所述旋转单元设置在所述机械手臂上，所述图像获取单元通过所述旋转单元与所述机械手臂连接。

可选的，所述作业位置确定单元还用于：

计算所述目的地的坐标与所述目标物体的坐标的差值；

根据预存的作业位置初始值和所述差值，确定所述当前作业位置。

本发明实施例的第三方面提供了一种机器人视觉引导设备，包括机械手臂、手爪、图像获取单元和处理器，所述机械手臂的一端设有手爪，所述图像获取单元设置在所述机械手臂上，所述处理器分别连接所述机械手臂、所述手爪和所述图像获取单元；

所述图像获取单元，用于在所述机械手臂运动到指定位置后，接收所述处理器发送的图像获取指令，根据所述图像获取指令获取目标物体的图像，并将所述图像发送至所述处理器；

所述处理器，用于在机械手臂运动到指定位置后发送所述图像获取指令至图像获取单元，接收所述图像，根据预存的物体特征和地标特征，分析得到所述图像中的所述目标物体和目的地，从所述图像中提取所述目标物体的几何形状，获取所述目标物体的轮廓特征点，从所述图像中提取所述目的地的几何形状，获取所述目的地的轮廓特征点，根据所述目标物体的轮廓特征点确定所述目标物体的坐标，根据所述目的地的轮廓特征点确定所述目的地的坐标，根据所述目标物体的坐标和所述目的地的坐标，确定当前作业位置，根据所述手爪的当前位置和所述当前作业位置，确定移动路径，并根据所述移动路径发送动作指令给所述机械臂和所述手爪；

所述机械臂和所述手爪，用于根据所述动作指令执行移动所述目标物体的动作。

可选的，所述图像获取单元为可对焦相机；

所述设备还包括测距传感器，所述测距传感器设置在所述机械手臂上，所述处理器连接所述测距传感器；

所述测距传感器，用于在所述机械手臂运动到指定位置后，测量所述机械手臂与所述目标物体的目标距离，并将所述目标距离发送至所述处理器；

所述处理器，还用于接收所述目标距离，根据预存的距离与电压的关系，确定所述目标距离对应的目标电压，根据所述目标电压调整所述可对焦相机的焦距。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明机器人视觉引导方法、装置及设备，在机械手臂运动到指定位置后发送图像获取指令至图像获取单元，图像获取单元获取目标物体的图像，根据预存的物体特征和地标特征，分析得到上述图像获取单元获取的图像中的目标物体和目的地；进一步确定目标物体的坐标和目的地的坐标，根据目标物体的坐标和目的地的坐标，确定当前作业位置，根据设置在机械臂上手爪的当前位置和当前作业位置，确定移动路径；根据该移动路径发送动作指令给机械臂和手爪执行移动目标物体的动作，可以实时引导工业机器人(机械臂)到精确目标来完成抓取、点胶等作业，比如说物料的抓取和上料(Pick and Place)，来实现对各种应用场景的柔性适配，提高工业机器人(机械臂)的智能性和灵活性，满足实际应用需要。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的机器人视觉引导方法流程图；

图2是本发明实施例二提供的基于图1所示方法一个具体示例中机器人视觉引导方法流程图；

图3是本发明实施例三提供的机器人视觉引导装置的结构框图；

图4是本发明实施例四提供的机器人视觉引导设备的示意框图；

图5为基于本发明一个实施例中提供的终端设备的部分结构框图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

图1示出了本发明实施例一提供的机器人视觉引导方法的实现流程，在该实施例中，是以处理器的角度触发为例进行说明，这里，处理器与图像获取单元、机械臂和手爪进行信息交互。如图1所示，在该实施例中，处理器的处理过程可以包括以下步骤：

步骤S101，在机械手臂运动到指定位置后发送图像获取指令至图像获取单元，以使所述图像获取单元根据所述图像获取指令获取目标物体的图像，所述图像获取单元设置在所述机械手臂上。

这里，图像获取单元可以为摄像机或照相机等，在机械手臂运动到指定位置后，发送图像获取指令的方式可以为实时发送或者经过预设时间间隔发送一次，预设时间间隔根据实际情况设置。目标物体为在指定位置处机械手臂需要移动的物体。

步骤S102，接收所述图像获取单元发送的所述图像，根据预存的物体特征和地标特征，分析得到所述图像中的所述目标物体和目的地。

具体的，预存的物体特征和地标特征可以通过识别训练得到，例如物体特征和地标特征识别训练过程包括：1.机械臂运动到指定位置Pose0，并对目标物体拍照，生成目标物体图像ObjPicture0。2.通过图像识别算法识别ObjPicture0中的目标物体，提取特征，并保存ObjFeature。3.机械臂运动到指定位置Pose0，并对目的地Marker拍照，生成目的地图像DestinationPicture0。4.通过图像识别算法识别DestinationPicture0中的目的地Marker，提取特征，并保存DestinationFeature。5.目标物体和目的地Marker训练完毕。训练完毕后，获取目标物体和目的地的特征。

这里，根据上述预存的物体特征和地标特征，分析得到图像获取单元获取的图像中的目标物体和目的地。

步骤S103，从所述图像中提取所述目标物体的几何形状，获取所述目标物体的轮廓特征点，且从所述图像中提取所述目的地的几何形状，获取所述目的地的轮廓特征点。

具体的，根据上述分析得到的目标物体和目的地，提取图像获取单元获取的图像中的目标物体的几何形状。该几何形状是图像中物体的轮廓特征点集合Feature0，这些轮廓特征点通常是灰度梯度变化极大值处。同理，提取上述图像中的目的地的几何形状，该几何形状是图像中地址的轮廓特征点集合Feature1。

步骤S104，根据所述目标物体的轮廓特征点确定所述目标物体的坐标，且根据所述目的地的轮廓特征点确定所述目的地的坐标。

这里，提取算法从上述图像Picture0中提取目标物体Obj0坐标得到(x0,y0,z0,α0,β0,γ0)。x,y,z分别表示笛卡尔坐标系x y z三个正交坐标系；α,β,γ分别表示目标物体或目的地在x y z坐标系上方向夹角。提取算法从上述图像Picture1中提取目的地Obj1坐标得到(x1,y1,z1,α1,β1,γ1)。

步骤S105，根据所述目标物体的坐标和所述目的地的坐标，确定当前作业位置。

具体地，当前作业位置可以通过以下操作获取：当前作业位置WorkPose1＝WorkPose0+(x1,y1,z1,α1,β1,γ1)-(x0,y0,z0,α0,β0,γ0)，其中，WorkPose0表示预存的作业位置初始值。

步骤S106，根据设置在所述机械臂上手爪的当前位置和所述当前作业位置，确定移动路径。

这里，计算当前机械臂上手爪的当前位置CurrPos到WorkPose1的最优化路径，引导机械臂移动向WorkPose1。

步骤S107，根据所述移动路径发送动作指令给所述机械臂和所述手爪，以使所述机械臂和所述手爪根据所述动作指令执行移动所述目标物体的动作。

具体地，根据上述确定的路径控制机械臂和手爪执行移动目标物体的动作，在机械臂和手爪执行动作时实时更新坐标(x0,y0,z0,α0,β0,γ0)、(x1,y1,z1,α1,β1,γ1)和WorkPose1，如果坐标有变化，生成新的动作指令发送给机械臂和手爪执行，完成目标物体的移动。

从以上描述可知，本发明实施例的机器人视觉引导方法，可以实时引导工业机器人(机械臂)到精确目标来完成抓取、点胶等作业，比如说物料的抓取和上料(Pick andPlace)，来实现对各种应用场景的柔性适配，提高工业机器人(机械臂)的智能性和灵活性，满足实际应用需要。

此外，在一个具体示例中，所述图像获取单元为可对焦相机；

在所述发送图像获取指令至图像获取单元之前，还包括：

接收测距传感器在所述机械手臂运动到指定位置后，测量的所述机械手臂与所述目标物体的目标距离，所述测距传感器设置在所述机械手臂上；

根据预存的距离与电压的关系，确定所述目标距离对应的目标电压，根据所述目标电压调整所述可对焦相机的焦距。

这里，可对焦相机包括液体镜头或者音圈马达镜头，液体镜头或者音圈马达镜头可以根据上述目标电压改变焦距。在发送图像获取指令至图像获取单元之前，通过测距传感器测量机械手臂与目标物体的目标距离，进一步确定目标距离对应的目标电压，向可对焦相机施加上述目标电压，导致可对焦相机焦距发生变化，进而可以通过可对焦相机拍摄到更符合实际要求的图像，适合应用。

此外，在一个具体示例中，在所述发送图像获取指令至图像获取单元之前，还包括：

接收旋转指令，所述旋转指令携带旋转方向和旋转角度；

根据所述旋转方向和所述旋转角度控制旋转单元旋转，所述旋转单元设置在所述机械手臂上，所述图像获取单元通过所述旋转单元与所述机械手臂连接。

具体地，通过旋转单元调整图像获取单元的位置来获取目标物体和目的地的图像，扩大视野，满足多种应用场景需要。可以根据实际情况多次控制旋转单元旋转调整图像获取单元的位置。所述测距传感器也可以通过所述旋转单元与所述机械手臂连接。

此外，在一个具体示例中，根据所述目标物体的坐标和所述目的地的坐标，确定当前作业位置包括：

计算所述目的地的坐标与所述目标物体的坐标的差值；

根据预存的作业位置初始值和所述差值，确定所述当前作业位置。

实施例二

为了更好地理解上述方法，以下详细阐述一个本发明机器人视觉引导方法的应用实例，在本实施例中，以处理器、可对焦相机、测距传感器、旋转单元、机械臂和手爪之间的交互过程为例进行说明，这种说明并不用以对本发明方案构成限定。

如图2所示，可以包括：

步骤S201，在机械手臂运动到指定位置后，测距传感器测量机械手臂与目标物体的目标距离，并将该目标距离发送至处理器，测距传感器设置在机械手臂上，测距传感器连接处理器。

步骤S202，处理器接收上述目标距离，根据预存的距离与电压的关系，确定上述目标距离对应的目标电压，根据该目标电压调整可对焦相机的焦距，可对焦相机设置在机械手臂上。

步骤S203，在可对焦相机完成焦距调整后，处理器接收旋转指令，该旋转指令携带旋转方向和旋转角度，根据上述旋转方向和上述旋转角度控制旋转单元旋转，旋转单元设置在机械手臂上，可对焦相机通过旋转单元与机械手臂连接。

这里，旋转指令根据实际需要设置，若不需要旋转，则直接执行步骤S204。

步骤S204，在旋转单元完成旋转后，处理器发送图像获取指令至可对焦相机。

步骤S205，可对焦相机根据上述图像获取指令获取目标物体的图像，并将该图像发送至处理器。

步骤S206，处理器接收上述图像，根据预存的物体特征和地标特征，分析得到上述图像中的目标物体和目的地。

步骤S207，处理器从上述图像中提取目标物体的几何形状，获取目标物体的轮廓特征点，且从上述图像中提取目的地的几何形状，获取目的地的轮廓特征点。

步骤S208，处理器根据目标物体的轮廓特征点确定目标物体的坐标，且根据目的地的轮廓特征点确定目的地的坐标。

步骤S209，处理器根据目标物体的坐标和目的地的坐标，确定当前作业位置，并根据设置在机械臂上手爪的当前位置和上述当前作业位置，确定移动路径，根据该移动路径发送动作指令给机械臂和手爪。

步骤S210，机械臂和手爪根据上述动作指令执行移动目标物体的动作。

具体地，当前作业位置可以通过以下操作获取：当前作业位置WorkPose1＝WorkPose0+(x1,y1,z1,α1,β1,γ1)-(x0,y0,z0,α0,β0,γ0)，其中，WorkPose0表示预存的作业位置初始值，(x1,y1,z1,α1,β1,γ1)表示目的地的坐标，(x0,y0,z0,α0,β0,γ0)表示目标物体的坐标。

在机械臂和手爪执行动作时实时更新坐标(x0,y0,z0,α0,β0,γ0)、(x1,y1,z1,α1,β1,γ1)和WorkPose1，如果坐标有变化，生成新的动作指令发送给机械臂和手爪执行，完成目标物体的移动。

从以上描述可知，本实施例在机械手臂运动到指定位置后发送图像获取指令至可对焦相机，可对焦相机获取目标物体的图像，根据预存的物体特征和地标特征，分析得到上述可对焦相机获取的图像中的目标物体和目的地；进一步确定目标物体的坐标和目的地的坐标，根据目标物体的坐标和目的地的坐标，确定当前作业位置，根据设置在机械臂上手爪的当前位置和当前作业位置，确定移动路径；根据该移动路径发送动作指令给机械臂和手爪执行移动目标物体的动作，可以实时引导工业机器人(机械臂)到精确目标来完成抓取、点胶等作业，比如说物料的抓取和上料(Pick and Place)，来实现对各种应用场景的柔性适配，提高工业机器人(机械臂)的智能性和灵活性，满足实际应用需要。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

实施例三

对应于上文实施例所述的机器人视觉引导方法，图3示出了本发明实施例提供的机器人视觉引导装置的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。

参照图3，该装置包括图像获取指令发送单元301、图像接收单元302、特征点获取单元303、坐标确定单元304、作业位置确定单元305、移动路径确定单元306和动作指令发送单元307。

其中，图像获取指令发送单元301，用于在机械手臂运动到指定位置后发送图像获取指令至图像获取单元，以使所述图像获取单元根据所述图像获取指令获取目标物体的图像，所述图像获取单元设置在所述机械手臂上。

图像接收单元302，用于接收所述图像获取单元发送的所述图像，根据预存的物体特征和地标特征，分析得到所述图像中的所述目标物体和目的地。

特征点获取单元303，用于从所述图像中提取所述目标物体的几何形状，获取所述目标物体的轮廓特征点，且从所述图像中提取所述目的地的几何形状，获取所述目的地的轮廓特征点。

坐标确定单元304，用于根据所述目标物体的轮廓特征点确定所述目标物体的坐标，且根据所述目的地的轮廓特征点确定所述目的地的坐标。

作业位置确定单元305，用于根据所述目标物体的坐标和所述目的地的坐标，确定当前作业位置。

移动路径确定单元306，用于根据设置在所述机械臂上手爪的当前位置和所述当前作业位置，确定移动路径。

动作指令发送单元307，用于根据所述移动路径发送动作指令给所述机械臂和所述手爪，以使所述机械臂和所述手爪根据所述动作指令执行移动所述目标物体的动作。

从以上描述可知，本发明实施例的机器人视觉引导装置，可以实时引导工业机器人(机械臂)到精确目标来完成抓取、点胶等作业，比如说物料的抓取和上料(Pick andPlace)，来实现对各种应用场景的柔性适配，提高工业机器人(机械臂)的智能性和灵活性，满足实际应用需要。

此外，在一个具体示例中，所述图像获取单元为可对焦相机。

如图3所示，所述装置还包括距离接收单元308和焦距调整单元309。

其中，距离接收单元308，用于在所述图像获取指令发送单元发送图像获取指令至图像获取单元之前，接收测距传感器在所述机械手臂运动到指定位置后，测量的所述机械手臂与所述目标物体的目标距离，所述测距传感器设置在所述机械手臂上。

焦距调整单元309，用于根据预存的距离与电压的关系，确定所述目标距离对应的目标电压，根据所述目标电压调整所述可对焦相机的焦距。

如图3所示，在一个具体示例中，所述装置还包括旋转调整单元310。

其中，旋转调整单元310，用于在所述图像获取指令发送单元发送图像获取指令至图像获取单元之前，接收旋转指令，所述旋转指令携带旋转方向和旋转角度，根据所述旋转方向和所述旋转角度控制旋转单元旋转，所述旋转单元设置在所述机械手臂上，所述图像获取单元通过所述旋转单元与所述机械手臂连接。

此外，在一个具体示例中，所述作业位置确定单元305还用于：

计算所述目的地的坐标与所述目标物体的坐标的差值；根据预存的作业位置初始值和所述差值，确定所述当前作业位置。

实施例四

图4示出了本发明实施例提供的机器人视觉引导设备的示意框图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。

如图4所示，该机器人视觉引导设备包括机械手臂401、手爪402、图像获取单元403和处理器404，所述机械手臂401的一端设有手爪402，所述图像获取单元403设置在所述机械手臂401上，所述处理器404分别连接所述机械手臂401、所述手爪402和所述图像获取单元403。

其中，所述图像获取单元403，用于在所述机械手臂401运动到指定位置后，接收所述处理器404发送的图像获取指令，根据所述图像获取指令获取目标物体的图像，并将所述图像发送至所述处理器404。

所述处理器404，用于在机械手臂401运动到指定位置后发送所述图像获取指令至图像获取单元403，接收所述图像，根据预存的物体特征和地标特征，分析得到所述图像中的所述目标物体和目的地，从所述图像中提取所述目标物体的几何形状，获取所述目标物体的轮廓特征点，从所述图像中提取所述目的地的几何形状，获取所述目的地的轮廓特征点，根据所述目标物体的轮廓特征点确定所述目标物体的坐标，根据所述目的地的轮廓特征点确定所述目的地的坐标，根据所述目标物体的坐标和所述目的地的坐标，确定当前作业位置，根据所述手爪的当前位置和所述当前作业位置，确定移动路径，并根据所述移动路径发送动作指令给所述机械臂401和所述手爪402。

所述机械臂401和所述手爪402，用于根据所述动作指令执行移动所述目标物体的动作。

从以上描述可知，本发明机器人视觉引导设备，可以实时引导工业机器人(机械臂)到精确目标来完成抓取、点胶等作业，比如说物料的抓取和上料(Pick and Place)，来实现对各种应用场景的柔性适配，提高工业机器人(机械臂)的智能性和灵活性，满足实际应用需要。

此外，在一个具体示例中，所述图像获取单元为可对焦相机。

如图4所示，所述设备还包括测距传感器405，所述测距传感器405设置在所述机械手臂404上，所述处理器404连接所述测距传感器405。

其中，所述测距传感器405，用于在所述机械手臂401运动到指定位置后，测量所述机械手臂401与所述目标物体的目标距离，并将所述目标距离发送至所述处理器404。

所述处理器404，还用于接收所述目标距离，根据预存的距离与电压的关系，确定所述目标距离对应的目标电压，根据所述目标电压调整所述可对焦相机的焦距。

如图4所示，在一个具体示例中，所述设备还包括旋转单元406，所述旋转单406设置在所述机械手臂401上，所述图像获取单元403通过所述旋转单元406与所述机械手臂401连接，所述处理器404连接所述旋转单元406。

其中，所述处理器404，用于在发送图像获取指令至图像获取单元403之前，接收旋转指令，所述旋转指令携带旋转方向和旋转角度，根据所述旋转方向和所述旋转角度控制旋转单元406旋转。

此外，在一个具体示例中，所述处理器404还用于：

计算所述目的地的坐标与所述目标物体的坐标的差值；根据预存的作业位置初始值和所述差值，确定所述当前作业位置。

本发明实施例还提供了一种基于本发明方案的终端设备的部分结构框图，如图5所示，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明实施例方法部分。该终端可以为包括手机、平板电脑、PDA(Personal DigitalAssistant，个人数字助理)、POS(Point of Sales，销售终端)、车载电脑等任意终端设备，以终端为手机为例：

图5示出的是与本发明实施例提供的终端相关的手机的部分结构的框图。

参考图5，手机包括：存储器510、输入单元520、显示单元530、处理器540、以及电源550等部件。本领域技术人员可以理解，图5中示出的手机结构并不构成对手机的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

下面结合图5对手机的各个构成部件进行具体的介绍：

存储器510可用于存储软件程序以及模块，处理器540通过运行存储在存储器510的软件程序以及模块，从而执行手机的各种功能应用以及数据处理。存储器510可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器510可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件，在本发明实施例中处理器540通过运行存储在存储器510的软件程序以及模块，从而实现对目标物体的移动。存储器510可主要包括存储程序区和存储数据区，存储程序区可以存储相应的程序，存储数据区可以存储物体特征和地标特征。

输入单元520可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与手机的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，输入单元520可包括触控面板521以及其他输入设备522。触控面板521，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板521上或在触控面板521附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。可选的，触控面板521可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器540，并能接收处理器540发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板521。除了触控面板521，输入单元520还可以包括其他输入设备522。具体地，其他输入设备522可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。

显示单元530可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及手机的各种菜单。显示单元530可包括显示面板531，可选的，可以采用液晶显示器(Liquid CrystalDisplay，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示面板531。进一步的，触控面板521可覆盖显示面板531，当触控面板521检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器540以确定触摸事件的类型，随后处理器540根据触摸事件的类型在显示面板531上提供相应的视觉输出。虽然在图5中，触控面板521与显示面板531是作为两个独立的部件来实现手机的输入和输入功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板521与显示面板531集成而实现手机的输入和输出功能。

处理器540是手机的控制中心，利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分，通过运行或执行存储在存储器510内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器510内的数据，执行手机的各种功能和处理数据，从而对手机进行整体监控。可选的，处理器540可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器540可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器540中，在本发明实施例中处理器540可以利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分，通过运行或执行存储在存储器510内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器510内的数据，对目标监护对象进行防护报警，从而对手机进行整体监控。

处理器540，用于在机械手臂运动到指定位置后发送图像获取指令至图像获取单元，以使所述图像获取单元根据所述图像获取指令获取目标物体的图像，所述图像获取单元设置在所述机械手臂上；接收所述图像获取单元发送的所述图像，根据预存的物体特征和地标特征，分析得到所述图像中的所述目标物体和目的地；从所述图像中提取所述目标物体的几何形状，获取所述目标物体的轮廓特征点，且从所述图像中提取所述目的地的几何形状，获取所述目的地的轮廓特征点；根据所述目标物体的轮廓特征点确定所述目标物体的坐标，且根据所述目的地的轮廓特征点确定所述目的地的坐标；根据所述目标物体的坐标和所述目的地的坐标，确定当前作业位置；根据设置在所述机械臂上手爪的当前位置和所述当前作业位置，确定移动路径；根据所述移动路径发送动作指令给所述机械臂和所述手爪，以使所述机械臂和所述手爪根据所述动作指令执行移动所述目标物体的动作。

可选的，所述图像获取单元为可对焦相机。处理器540，还用于接收测距传感器在所述机械手臂运动到指定位置后，测量的所述机械手臂与所述目标物体的目标距离；

根据预存的距离与电压的关系，确定所述目标距离对应的目标电压，根据所述目标电压调整所述可对焦相机的焦距。

可选的，处理器540，还用于接收旋转指令，所述旋转指令携带旋转方向和旋转角度；

根据所述旋转方向和所述旋转角度控制旋转单元旋转，所述旋转单元设置在所述机械手臂上，所述图像获取单元通过所述旋转单元与所述机械手臂连接。

可选的，处理器540，还用于计算所述目的地的坐标与所述目标物体的坐标的差值；根据预存的作业位置初始值和所述差值，确定所述当前作业位置。

手机还包括给各个部件供电的电源550(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理系统与处理器540逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。

尽管未示出，手机还可以包括摄像头、蓝牙模块等，在此不再赘述。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种机器人视觉引导方法，其特征在于，包括；

在机械手臂运动到指定位置后以预设时间间隔发送图像获取指令至图像获取单元，以使所述图像获取单元根据所述图像获取指令获取目标物体的图像，所述图像获取单元设置在所述机械手臂上；

接收所述图像获取单元发送的所述图像，根据预存的物体特征和地标特征，分析得到所述图像中的所述目标物体和目的地；

从所述图像中提取所述目标物体的几何形状，获取所述目标物体的轮廓特征点，且从所述图像中提取所述目的地的几何形状，获取所述目的地的轮廓特征点，所述目标物体的轮廓特征点为所述目标物体对应的灰度梯度变化极大值处，所述目的地的轮廓特征为所述目的地对应的灰度梯度变化极大值处，所述目标物体的几何形状为所述图像中物体的轮廓特征点集合，所述目的地的几何形状为所述图像中地址的轮廓特征点集合；

根据所述目标物体的轮廓特征点确定所述目标物体的坐标，且根据所述目的地的轮廓特征点确定所述目的地的坐标；

根据所述目标物体的坐标和所述目的地的坐标，确定当前作业位置；

根据设置在所述机械手臂上手爪的当前位置和所述当前作业位置，确定移动路径；

根据所述移动路径发送动作指令给所述机械手臂和所述手爪，以使所述机械手臂和所述手爪根据所述动作指令执行移动所述目标物体的动作。

2.如权利要求1所述的机器人视觉引导方法，其特征在于，所述图像获取单元为可对焦相机；

在所述发送图像获取指令至图像获取单元之前，还包括：

接收测距传感器在所述机械手臂运动到指定位置后，测量的所述机械手臂与所述目标物体的目标距离，所述测距传感器设置在所述机械手臂上；

根据预存的距离与电压的关系，确定所述目标距离对应的目标电压，根据所述目标电压调整所述可对焦相机的焦距。

3.如权利要求1所述的机器人视觉引导方法，其特征在于，在所述发送图像获取指令至图像获取单元之前，还包括：

接收旋转指令，所述旋转指令携带旋转方向和旋转角度；

根据所述旋转方向和所述旋转角度控制旋转单元旋转，所述旋转单元设置在所述机械手臂上，所述图像获取单元通过所述旋转单元与所述机械手臂连接。

4.如权利要求1所述的机器人视觉引导方法，其特征在于，根据所述目标物体的坐标和所述目的地的坐标，确定当前作业位置包括：

计算所述目的地的坐标与所述目标物体的坐标的差值；

根据预存的作业位置初始值和所述差值，确定所述当前作业位置。

5.一种机器人视觉引导装置，其特征在于，包括；

图像获取指令发送单元，用于在机械手臂运动到指定位置后以预设时间间隔发送图像获取指令至图像获取单元，以使所述图像获取单元根据所述图像获取指令获取目标物体的图像，所述图像获取单元设置在所述机械手臂上；

图像接收单元，用于接收所述图像获取单元发送的所述图像，根据预存的物体特征和地标特征，分析得到所述图像中的所述目标物体和目的地；

特征点获取单元，用于从所述图像中提取所述目标物体的几何形状，获取所述目标物体的轮廓特征点，且从所述图像中提取所述目的地的几何形状，获取所述目的地的轮廓特征点，所述目标物体的轮廓特征点为所述目标物体对应的灰度梯度变化极大值处，所述目的地的轮廓特征为所述目的地对应的灰度梯度变化极大值处，所述目标物体的几何形状为所述图像中物体的轮廓特征点集合，所述目的地的几何形状为所述图像中地址的轮廓特征点集合；

坐标确定单元，用于根据所述目标物体的轮廓特征点确定所述目标物体的坐标，且根据所述目的地的轮廓特征点确定所述目的地的坐标；

作业位置确定单元，用于根据所述目标物体的坐标和所述目的地的坐标，确定当前作业位置；

移动路径确定单元，用于根据设置在所述机械手臂上手爪的当前位置和所述当前作业位置，确定移动路径；

动作指令发送单元，用于根据所述移动路径发送动作指令给所述机械手臂和所述手爪，以使所述机械手臂和所述手爪根据所述动作指令执行移动所述目标物体的动作。

6.如权利要求5所述的机器人视觉引导装置，其特征在于，所述图像获取单元为可对焦相机；

所述装置还包括：

距离接收单元，用于在所述图像获取指令发送单元发送图像获取指令至图像获取单元之前，接收测距传感器在所述机械手臂运动到指定位置后，测量的所述机械手臂与所述目标物体的目标距离，所述测距传感器设置在所述机械手臂上；

焦距调整单元，用于根据预存的距离与电压的关系，确定所述目标距离对应的目标电压，根据所述目标电压调整所述可对焦相机的焦距。

7.如权利要求5所述的机器人视觉引导装置，其特征在于，还包括：

旋转调整单元，用于在所述图像获取指令发送单元发送图像获取指令至图像获取单元之前，接收旋转指令，所述旋转指令携带旋转方向和旋转角度，根据所述旋转方向和所述旋转角度控制旋转单元旋转，所述旋转单元设置在所述机械手臂上，所述图像获取单元通过所述旋转单元与所述机械手臂连接。

8.如权利要求5所述的机器人视觉引导装置，其特征在于，所述作业位置确定单元还用于：

计算所述目的地的坐标与所述目标物体的坐标的差值；

根据预存的作业位置初始值和所述差值，确定所述当前作业位置。

9.一种机器人视觉引导设备，其特征在于，包括机械手臂、手爪、图像获取单元和处理器，所述机械手臂的一端设有手爪，所述图像获取单元设置在所述机械手臂上，所述处理器分别连接所述机械手臂、所述手爪和所述图像获取单元；

所述图像获取单元，用于在所述机械手臂运动到指定位置后，以预设时间间隔接收所述处理器发送的图像获取指令，根据所述图像获取指令获取目标物体的图像，并将所述图像发送至所述处理器；

所述处理器，用于在所述机械手臂运动到指定位置后以所述预设时间间隔发送所述图像获取指令至所述图像获取单元，接收所述图像，根据预存的物体特征和地标特征，分析得到所述图像中的所述目标物体和目的地，从所述图像中提取所述目标物体的几何形状，获取所述目标物体的轮廓特征点，从所述图像中提取所述目的地的几何形状，获取所述目的地的轮廓特征点，根据所述目标物体的轮廓特征点确定所述目标物体的坐标，根据所述目的地的轮廓特征点确定所述目的地的坐标，根据所述目标物体的坐标和所述目的地的坐标，确定当前作业位置，根据所述手爪的当前位置和所述当前作业位置，确定移动路径，并根据所述移动路径发送动作指令给所述机械手臂和所述手爪，所述目标物体的轮廓特征点为所述目标物体对应的灰度梯度变化极大值处，所述目的地的轮廓特征为所述目的地对应的灰度梯度变化极大值处，所述目标物体的几何形状为所述图像中物体的轮廓特征点集合，所述目的地的几何形状为所述图像中地址的轮廓特征点集合；

所述机械手臂和所述手爪，用于根据所述动作指令执行移动所述目标物体的动作。

10.如权利要求9所述的机器人视觉引导设备，其特征在于，所述图像获取单元为可对焦相机；

所述设备还包括测距传感器，所述测距传感器设置在所述机械手臂上，所述处理器连接所述测距传感器；

所述测距传感器，用于在所述机械手臂运动到指定位置后，测量所述机械手臂与所述目标物体的目标距离，并将所述目标距离发送至所述处理器；

所述处理器，还用于接收所述目标距离，根据预存的距离与电压的关系，确定所述目标距离对应的目标电压，根据所述目标电压调整所述可对焦相机的焦距。