CN110295728B - 搬运系统及其控制方法、地砖铺贴系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种搬运系统及其控制方法、地砖铺贴系统。其中，该系统包括：一个图像采集装置，用于采集当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像，并基于所述第一图像中的第一特征位置和预设的放置特征位置确定第一偏移量，基于所述第二图像中的第二特征位置和预设的抓取特征位置确定第二偏移量；控制器，用于根据所述第一偏移量和所述放置基准位置确定放置位，并基于所述第二偏移量和所述抓取特征位置确定抓取位；具有机械臂的机器人，基于所述控制器的控制指令，所述机械臂移动至所述抓取位抓取待搬运对象后，移动至所述放置位。本发明解决了现有技术中用于贴砖的机器人无法满足贴砖的精度要求的技术问题。

Description

搬运系统及其控制方法、地砖铺贴系统

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体而言，涉及一种搬运系统及其控制方法、地砖铺贴系统。

背景技术

贴砖在建筑领域具有较广泛的应用，目前贴砖的工作通常由人工进行，但人工的测量通常并不准确，且施工进度较慢，因此在贴砖这一领域，逐渐引入了贴砖机器人。

目前的贴砖机器人在铺贴地砖的过程中，从运砖AGV(Automated GuidedVehicle，主动导引运输车)抓取地砖，搬运到铺贴位，进行对齐参考砖后进行地砖铺贴。但由于AGV定位精度有限(误差20mm)，而地砖的铺贴对精度具有较高的要求，因此该方式难以满足地砖的铺贴对精度的要求。

针对现有技术中用于贴砖的机器人无法满足贴砖的精度要求的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种搬运系统及其控制方法、地砖铺贴系统，以至少解决现有技术中用于贴砖的机器人无法满足贴砖的精度要求的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种搬运系统，包括：一个图像采集装置，用于采集当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像，并基于第一图像中的第一特征位置和预设的放置特征位置确定第一偏移量，基于第二图像中的第二特征位置和预设的抓取特征位置确定第二偏移量；控制器，用于根据第一偏移量和放置基准位置确定放置位，并基于第二偏移量和抓取特征位置确定抓取位，其中，放置基准位置根据放置特征位置获得；具有机械臂的机器人，基于控制器的控制指令，机械臂移动至抓取位抓取待搬运对象后，移动至放置位。

进一步地，一个图像采集装置设置于机械臂末端。

进一步地，待搬运对象为待铺贴地砖，第一特征位置为第一图像中已铺贴地砖的砖角所在的位置，第二特征位置为第二图像中待铺贴地砖的砖角所在的位置。

进一步地，放置特征位置和抓取特征位置均为表示在机械臂的世界坐标中的坐标参数，控制器还用于将第一特征位置和第二特征位置均转换为机械臂的世界坐标中的坐标参数。

进一步地，控制器还用于在图像采集装置采集当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像之前，控制机械臂移动至初始放置区域，通过图像采集装置采集初始第一图像，提取初始第一图像中的第一特征位置，得到放置特征位置，并控制机械臂移动至初始抓取区域，通过图像采集装置采集初始第二图像，并提取初始第二图像中的第二特征位置，得到抓取特征位置。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种搬运系统的控制方法，搬运系统包括：具有机械臂的机器人、一个图像采集装置和控制器，搬运系统的控制方法包括：获取当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像；获取基于第一图像中的第一特征位置和预设的放置特征位置确定的第一偏移量；获取基于第二图像中的第二特征位置和预设的抓取特征位置确定的第二偏移量；根据第一偏移量和放置基准位置确定放置位，其中，放置基准位置根据放置特征位置获得，并基于第二偏移量和抓取特征位置确定抓取位；控制机械臂移动至抓取位抓取待搬运对象后，控制机械臂移动至放置位。

进一步地，在获取当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像之前，获取放置特征位置和抓取特征位置，其中，获取放置特征位置和抓取特征位置的步骤包括：控制机械臂移动至初始放置区域，并通过图像采集装置采集初始第一图像；提取初始第一图像中的第一特征位置，得到放置特征位置；控制机械臂移动至初始抓取区域，并通过图像采集装置采集初始第二图像；提取初始第二图像中的第二特征位置，得到抓取特征位置。

进一步地，待搬运对象为地砖，第一特征位置为第一图像中已铺贴地砖的砖角所在的位置，第二特征位置为第二图像中待铺贴地砖的砖角所在的位置。

进一步地，将第一特征位置转换为机械臂的世界坐标中的坐标参数；将第一特征位置对应的坐标参数与放置特征位置对应的坐标参数进行比对，得到第一偏移量。

进一步地，确定机械臂运动至当前放置区域，发送图像采集指令控制图像采集装置采集第一图像；确定机械臂运动至当前抓取区域，发送图像采集指令控制图像采集装置采集第二图像。

根据本发明实施例的一个方面，提供了地砖铺贴系统，包括上述任意一种搬运系统。

在本发明实施例中，使用图像采集装置来采集当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像，并确定第一图像中的第一特征位置和预设的放置特征位置的第一偏移量，以及第二图像中的第二特征位置和预设的抓取特征位置之间的第二偏移量，控制器在接收到上述两个偏移量后，根据两个偏移量确定抓取位和放置位，从而根据确定的抓取位抓取待搬运对象，根据放置位来完成放置待搬运对象。上述方案根据图像采集装置所采集的当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像确定抓取位和放置位，从而实现了基于图像对对象的搬运过程进行视觉指导，以提高搬运系统的精度的目的，当待搬运对象为地砖时，即可实现在进行示教后无需人为干预完成高精度地砖铺贴的效果，解决了现有技术中用于贴砖的机器人无法满足贴砖的精度要求的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的搬运系统的示意图；

图2是根据本申请实施例的一种搬运系统工作的示意图；

图3是根据本申请实施例中的搬运系统的系统构架图；

图4a是根据本申请实施例的一种机器人运行轨迹的示意图；

图4b是根据本申请实施例的另一种机器人运行轨迹的示意图；以及

图5是根据本申请实施例的一种搬运系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种搬运系统的实施例，图1是根据本申请实施例的搬运系统的示意图，如图1所示，该系统包括：

一个图像采集装置10，用于采集当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像，并基于第一图像中的第一特征位置和预设的放置特征位置确定第一偏移量，基于第二图像中的第二特征位置和预设的抓取特征位置确定第二偏移量。

具体的，上述图像采集装置可以为智能相机，更具体的，可以为设置在机械臂末端的智能相机。图2是根据本申请实施例的一种搬运系统工作的示意图，结合图2所示，上述待搬运对象可以为地砖，图中，取砖拍照区即为当前抓取区域，贴砖拍照区即为当前放置区域。当前抓取区域可以设置在原料库(放置待搬运对象的位置)附近，当前放置区域可以设置在参考砖(已铺贴的对象)附近。图像采集装置可以在机器人的机械臂的带动下分别移动至当前抓取区域和当前放置区域，并在移动到当前抓取区域或当前放置区域后，向控制器发送指定信号(例如，可以修改控制器的寄存器中指定位的数值)，控制器在收到该指定信号后，向图像采集装置发送图像采集的指令，图像采集装置在收到图像采集的指令后，采集第一图像或第二图像。

上述放置特征位置和抓取特征位置可以是在示教的过程中确定的位置，也可以是人为指定的位置。以示教为例，在示教的过程中，人工控制机器人的移动和机械臂的移动，从而完成了一个对象的搬运过程，进而从这一过程中确定了放置特征位置和抓取特征位置。

上述第一特征位置可以是第一图像中的待搬运对象的特征点的位置，该特征点可以是第一图像中的待搬运对象的中心点，也可是第一图像中的待搬运对象的角的位置(例如：图2中铺贴砖在取砖拍照区的砖角)。第二特征位置与第一特征位置的设置相同，此处不再赘述。

上述第一偏移量可以为第一特征位置与预设的放置特征位置的差值，第二偏移量可以为第二特征位置与抓取特征位置的差值。

控制器20，用于根据第一偏移量和放置基准位置确定放置位，并基于第二偏移量和抓取特征位置确定抓取位，其中，放置基准位置根据放置特征位置获得。

具体的，上述放置基准位置可以是在放置特征位置的基础上与其对齐且具有指定距离(例如2mm)的位置。

在一种可选的实施例中，可以首先将第一偏移量与放置特征位置调整至同一个坐标系中，然后在放置特征位置的基础上增加第一偏移量，即可得到放置位。同理，可以首先将第二偏移量与抓取特征位置调整至同一个坐标系中，然后在抓取特征位置的基础上增加第二偏移量，即可得到抓取位。

具有机械臂30的机器人，基于控制器的控制指令，机械臂移动至抓取位抓取待搬运对象后，移动至放置位。

具体的，上述机械臂末端可以包括吸盘，用于吸附待搬运对象。

在确定抓取位和放置位后，控制器即可控制机械臂根据抓取位抓取待搬运对象，并根据放置位，将待搬运对象移动至放置位，从而完成了对象的搬运。

需要说明的是，上述控制器可以是机器人本申请的控制器，也可以是上位机的控制器。

下面结合图2，对上述实施例的方案应用在地砖铺贴中的一种实施例进行说明，可以包括如下步骤：

S21，机械臂运动到贴砖拍照位，触发相机采集图像，定位特征(地砖的角)并计算出机器人坐标的偏移量，通过TCP/IP协议传递给机器人。机器人将示教时的贴砖坐标加上这个偏移量作为此次的贴砖坐标。

具体的，上述S21中的偏移量即为第一偏移量，上述示教时的贴砖坐标即为放置标准位置。机器人在接收到智能相机计算的偏移量后，根据接收到的偏移量和示教时的贴砖坐标，即可计算得到此次的放置位，即贴砖坐标。

S22，机械臂运动到取砖拍照位，触发相机采集图像，定位特征(地砖的角)并计算出机器人坐标的偏移量，通过TCP/IP协议传递给机器人。机器人将示教时的取砖坐标加上这个偏移量作为此次的取砖坐标。

具体的，上述S22中的取砖拍照位即为当前抓取区域，上述示教时的取砖坐标即为抓取特征位置。机器人在接收到智能相机计算的偏移量后，根据接收到的偏移量和示教时的取砖坐标，即可得到此次的抓取位，即取砖坐标。

S23，按得到的取砖和贴砖坐标操作机械臂抓取地砖，搬运地砖，并铺贴地砖。

在确定取砖坐标和贴砖坐标后，机械臂在机器人的控制下运行，即可在取砖位抓取待铺贴地砖，并在贴砖位放置待铺贴地砖。

S24，控制机械臂到贴砖拍照位，触发相机采集图像，在图像中选取地砖的相邻边作为特征，测量相邻边的距离即可以得到相邻砖的缝隙宽度。

上述步骤用于在机械臂将待铺贴地砖放置在贴砖位后，触发相机再次采集放置区域的图像，并根据采集的图像获取参考砖和铺贴砖的相邻边的距离，即两块砖的缝隙宽度。

需要说明的是，还可以根据铺贴的精度要求来设置一个精度范围(例如：2±0.5mm)，如果上述两块砖的缝隙宽度不在这一精度范围内，则可以向上位机报警，以提示铺贴砖的位置有误，从而进一步提高地砖铺贴的精确程度。

还需要说明的是，在测量相邻边的距离时，可以从一条边上选择多个点，做出距离另一条边的垂直线，如果多个点对应的垂直线的长度均相同，且在精度范围内，则确定铺贴砖的铺贴没有问题，否则发出告警信号。

结合上述实施例可知，本申请中的软件布署在智能相机(即图像采集装置)中，智能相机可以通过TCP/IP协议经网口与上位机或机器人进行通讯，接收上位机或机器人发送的拍照指令；智能相机还根据拍照得到的图片运算得到偏移量(包括上述第一偏移量和第二偏移量)，并将计算得到的偏移量发送至上位机或机器人，从而使得上位机能够控制机械臂运动，进而完成地砖的抓取和铺贴。

图3是根据本申请实施例中的搬运系统的系统构架图，结合图3所示，智能相机的软件主体中包括相机标定模块、图像采集模块、特征定位模块、偏移量计算模块以及数据通讯模块。智能相机在工作前首先进行标定，在通过数据通讯模块接收到机器人控制程序传过来的拍照指令后，由图像采集模块触发相机拍照，得到的地砖的图像。然后通过特征定位模块，根据模板匹配找到地砖的角作为特征，并计算出它的像素坐标。利用相机标定模块中记录的相机标定数据，将地砖角的像素坐标转换成机器人世界坐标。在偏移量计算模块中将当前位置下地砖角特征的机器人世界坐标与示教时地砖角特征的机器人世界坐标作对比，计算得到机器人坐标的偏移量信息，并由数据通讯模块发送给机器人的控制程序。最后由控制程序操作机械臂运动，完成地砖的抓取和铺贴。

需要说明的是，上述机器人控制程序是存储于控制器中的控制程序，而该控制器可以是机器人中的控制器，也可以是上位机的控制器，本申请不做具体限定。

由上可知，本申请上述实施例中，使用图像采集装置来采集当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像，并确定第一图像中的第一特征位置和预设的放置特征位置的第一偏移量，以及第二图像中的第二特征位置和预设的抓取特征位置之间的第二偏移量，控制器在接收到上述两个偏移量后，根据两个偏移量确定抓取位和放置位，从而根据确定的抓取位抓取待搬运对象，根据放置位来完成放置待搬运对象。上述方案根据图像采集装置所采集的当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像确定抓取位和放置位，从而实现了基于图像对对象的搬运过程进行视觉指导，以提高搬运系统的精度的目的，当待搬运对象为地砖时，即可实现在进行示教后无需人为干预完成高精度地砖铺贴的效果，解决了现有技术中用于贴砖的机器人无法满足贴砖的精度要求的技术问题。

作为一种可选的实施例，一个图像采集装置设置于机械臂末端。

在上述方案中，图像采集装置可以是智能相机，智能相机可以设置在机械臂的末端，从而能够在机械臂的带动下到达当前抓取区域或当前放置区域。

作为一种可选的实施例，待搬运对象为待铺贴地砖，第一特征位置为第一图像中已铺贴地砖的砖角所在的位置，第二特征位置为第二图像中待铺贴地砖的砖角所在的位置。

具体的，在上述方案中，待铺贴地砖可以为正方形、矩形、正六边形等形状。上述第一图像中已铺贴地砖的砖角和待铺贴地砖的砖角可以是指定的其中一个砖角。

作为一种可选的实施例，放置特征位置和抓取特征位置均为表示在机械臂的世界坐标中的坐标参数，控制器还用于将第一特征位置和第二特征位置均转换为机械臂的世界坐标中的坐标参数。

具体的，由于机器人的位置会按照一定的步伐变动，因此抓取特征位置和放置特征位置以机械臂的世界坐标进行记录，而第一特征位置和第二特征位置均为从图像采集装置所采集的图像中获取的位置信息，因此第一特征位置和第二特征位置均属于图像采集装置的坐标系中的坐标参数。在这种情况下，两个不同坐标系中的参数难以进行运算，因此，控制器还需要将第一特征位置和第二特征位置均转换为机械臂的世界坐标中的坐标参数，以便于和放置特征位置和抓取特征位置均进行运算。

需要注意的是，机器人在工作时，会按照预定的步伐和路径进行运行。步伐用于表示机器人在完成一块地砖的铺贴后，在进行下一块地砖的铺贴前所需要移动的长度，路径用于表示机器人在该室内进行地砖的铺贴时的运行轨迹。例如，对室内进行地砖的铺贴时，待铺贴的地砖是大小为800mm*800mm的正方形地砖，机器人移动的步伐可以是800mm，移动的方向可以是根据路径确定的需要铺贴的下一个地砖方向，该路径可以是按照行的顺序，奇数行由左至右，偶数行由右至左所构成的路径，具体可见图4a的中的箭头所示；也可以是由外围地砖至内部地砖的轨迹，具体可见图4b的中的箭头所示。

在一种可选的实施例中，可以在系统工作之前，对图像采集装置进行标定，从而获得图像采集装置的坐标系与机机械臂的世界坐标中的转换矩阵，进而可以依据该转换矩阵对上述第一特征位置以及第二特征位置进行转换。

作为一种可选的实施例，控制器还用于在图像采集装置采集当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像之前，控制机械臂移动至初始放置区域，通过图像采集装置采集初始第一图像，并提取初始第一图像中的第一特征位置，得到放置特征位置，控制机械臂移动至初始抓取区域，通过图像采集装置采集初始第二图像，并提取初始第二图像中的第二特征位置，得到抓取特征位置。

当图像采集装置采集当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像时，即开始对待搬运对象进行搬运，在这之前，控制器还需要获取抓取特征位置和放置特征位置，以在对待搬运对象进行搬运时，能够根据抓取特征位置和放置特征位置确定当前的抓取位和放置位。

在一种可选的实施例中，可以通过人工示教的方式，完整上述控制机械臂移动以及图像采集装置采集初始第一图像和初始第二图像的步骤，从而基于人工示教的过程得到抓取特征位置和放置基准位。

仍以铺贴地砖为例，上述获取抓取特征位置和放置基准位可以在室内铺贴地砖的初始阶段进行，即在开始对一个室内进行地砖铺贴时，首先可以通过示教的方式获取抓取特征位置和放置基准位，然后再进行地砖的铺贴。

具体的，上述初始放置区域和初始抓取区域可以为预先指定的区域，例如，在铺贴地砖时第一块待铺贴地砖需要放置的区域(例如，室内的拐角处)为初始放置区域，抓取的第一块待铺贴地砖所在的区域为初始抓取区域。

下面，对上述的示教过程进行详细说明，其中，图像采集装置中是设置在机械臂末端的智能相机：

S41，操作机械臂运动到贴砖拍照位，触发相机采集图像。在图像中选取地砖的角作为定位特征，并记录此时参考砖的位置作为它的基准位置。

具体的，上述贴砖拍照位即为初始放置区域，上述步骤中采集到的图像即为初始第一图像，上述地砖的角即为第一特征位置。该地砖的角可以为预先设定的任意一个角，也可以是指定的一个角。

当控制机械臂达到贴砖拍照位后，向智能相机发送拍照指令，触发智能相机采集图像。智能相机在采集到图像后，对图像进行处理，从中提取出地砖的一个角的位置，作为参考砖的基准位。

S42，操作机械臂运动到取砖拍照位，触发相机采集图像，在图像中选取地砖的角作为定位特征，并记录此时铺贴砖的位置作为它的基准位置。

具体的，上述取砖拍照位为初始抓取区域，上述步骤中采集到的图像即为初始第二图像，上述地砖的角即为第二特征位置。该地砖的角可以为预先设定的任意一个角，也可以是指定的一个角。

当控制机械臂达到取砖拍照位后，向智能相机发送拍照指令，触发智能相机采集图像。智能相机在采集到图像后，对图像进行处理，从中提取出地砖的一个角的位置，作为抓取特征位置。

S43，操作机械臂抓取地砖，搬运地砖，铺贴地砖，并控制相邻地砖缝隙为2mm。

在上述步骤中，通过操作机械臂抓取地砖并铺贴地砖，完成示教的过程，并通过示教的过程确定了抓取特征位置和放置特征位置，这些基准为用于确定工作时每次地砖的抓取和铺贴坐标。

实施例2

根据本发明实施例，提供了一种搬运系统的控制方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图5是根据本申请实施例的一种搬运系统的控制方法的流程图，搬运系统包括：具有机械臂的机器人、一个图像采集装置和控制器，其中，搬运系统的控制方法包括：

步骤S502，获取当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像。

步骤S504，获取基于第一图像中的第一特征位置和预设的放置特征位置确定的第一偏移量。

步骤S506，获取基于第二图像中的第二特征位置和预设的抓取特征位置确定的第二偏移量。

具体的，上述图像采集装置可以为智能相机，更具体的，可以为设置在机械臂末端的智能相机。图2是根据本申请实施例的一种搬运系统工作的示意图，结合图2所示，上述待搬运对象可以为地砖，图中，取砖拍照区即为当前抓取区域，贴砖拍照区即为当前放置区域。当前抓取区域可以设置在原料库(放置待搬运对象的位置)附近，当前放置区域可以设置在参考砖(已铺贴的对象)附近。图像采集装置可以在机器人的机械臂的带动下分别移动至当前抓取区域和当前放置区域，并在移动到当前抓取区域或当前放置区域后，向控制器发送指定信号(例如，可以修改控制器的寄存器中指定位的数值)，控制器在收到该指定信号后，向图像采集装置发送图像采集的指令，图像采集装置在收到图像采集的指令后，采集第一图像或第二图像。

上述放置特征位置和抓取特征位置可以是在示教的过程中确定的位置，也可以是人为指定的位置。以示教为例，在示教的过程中，人工控制机器人的移动和机械臂的移动，从而完成了一个对象的搬运过程，进而从这一过程中确定了放置特征位置和抓取特征位置。

上述第一特征位置可以是第一图像中的待搬运对象的特征点的位置，该特征点可以是第一图像中的待搬运对象的中心点，也可是第一图像中的待搬运对象的角的位置(例如：图2中铺贴砖在取砖拍照区的砖角)。第二特征位置与第一特征位置的设置相同，此处不再赘述。

上述第一偏移量可以为第一特征位置与预设的放置特征位置的差值，第二偏移量可以为第二特征位置与抓取特征位置的差值。

步骤S508，根据第一偏移量和放置基准位置确定放置位，并基于第二偏移量和抓取特征位置确定抓取位，其中，放置基准位置根据放置特征位置获得。

在一种可选的实施例中，可以首先将第一偏移量与放置基准位置调整至同一个坐标系中，然后在放置基准位置的基础上增加第一偏移量，即可得到放置位。同理，可以首先将第二偏移量与抓取特征位置调整至同一个坐标系中，然后在抓取特征位置的基础上增加第二偏移量，即可得到抓取位。

步骤S5010，控制机械臂移动至抓取位抓取待搬运对象后，控制机械臂移动至放置位。

上述机械臂末端可以包括吸盘，用于吸附待搬运对象。在确定抓取位和放置位后，控制器即可控制机械臂根据抓取位抓取待搬运对象，并根据放置位，将待搬运对象移动至放置位，从而完成了对象的搬运。

需要说明的是，上述控制器可以是机器人本申请的控制器，也可以是上位机的控制器。

由上可知，本申请上述实施例中，获取当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像；获取基于第一图像中的第一特征位置和预设的放置特征位置确定的第一偏移量；获取基于第二图像中的第二特征位置和预设的抓取特征位置确定的第二偏移量；根据第一偏移量和放置基准位置确定放置位，并基于第二偏移量和抓取特征位置确定抓取位；控制机械臂移动至抓取位抓取待搬运对象后，控制机械臂移动至放置位。上述方案根据图像采集装置所采集的当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像确定抓取位和放置位，从而实现了基于图像对对象的搬运过程进行视觉指导，以提高搬运系统的精度的目的，当待搬运对象为地砖时，即可实现在进行示教后无需人为干预完成高精度地砖铺贴的效果，解决了现有技术中用于贴砖的机器人无法满足贴砖的精度要求的技术问题。

作为一种可选的实施例，在获取当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像之前，方法还包括：获取放置特征位置和抓取特征位置，其中，获取放置特征位置和抓取特征位置的步骤包括：控制机械臂移动至初始放置区域，并通过图像采集装置采集初始第一图像；提取初始第一图像中的第一特征位置，得到放置特征位置；控制机械臂移动至初始抓取区域，并通过图像采集装置采集初始第二图像；提取初始第二图像中的第二特征位置，得到抓取特征位置。

当图像采集装置采集当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像时，即开始对待搬运对象进行搬运，在这之前，控制器还需要获取抓取特征位置和放置特征位置，以在对待搬运对象进行搬运时，能够根据抓取特征位置和放置特征位置确定当前的抓取位和放置位。

在一种可选的实施例中，可以通过人工示教的方式，完整上述控制机械臂移动以及图像采集装置采集初始第一图像和初始第二图像的步骤，从而基于人工示教的过程得到抓取特征位置和放置特征位置。

仍以铺贴地砖为例，上述获取抓取特征位置和放置特征位置可以在室内铺贴地砖的初始阶段进行，即在开始对一个室内进行地砖铺贴时，首先可以通过示教的方式获取抓取特征位置和放置特征位置，然后再进行地砖的铺贴。

具体的，上述初始放置区域和初始抓取区域可以为预先指定的区域，例如，在铺贴地砖时第一块待铺贴地砖需要放置的区域(例如，室内的拐角处)为初始放置区域，抓取的第一块待铺贴地砖所在的区域为初始抓取区域。

作为一种可选的实施例，待搬运对象为待铺贴地砖，第一特征位置为第一图像中已铺贴地砖的砖角所在的位置，第二特征位置为第二图像中待铺贴地砖的砖角所在的位置。

具体的，在上述方案中，待铺贴地砖可以为正方形、矩形、正六边形等形状。上述第一图像中已铺贴地砖的砖角和待铺贴地砖的砖角可以是指定的其中一个砖角。

作为一种可选的实施例，放置特征位置为表示在机械臂的世界坐标中的坐标参数，获取基于第一图像中的第一特征位置和预设的放置特征位置确定的第一偏移量，包括：将第一特征位置转换为机械臂的世界坐标中的坐标参数；将第一特征位置对应的坐标参数与放置特征位置对应的坐标参数进行比对，得到第一偏移量。

具体的，由于机器人的位置会按照一定的步伐变动，因此抓取特征位置和放置特征位置以机械臂的世界坐标进行记录，而第一特征位置和第二特征位置均为从图像采集装置所采集的图像中获取的位置信息，因此第一特征位置和第二特征位置均属于图像采集装置的坐标系中的坐标参数。在这种情况下，两个不同坐标系中的参数难以进行运算，因此，控制器还需要将第一特征位置和第二特征位置均转换为机械臂的世界坐标中的坐标参数，以便于和放置特征位置和抓取特征位置均进行运算。

作为一种可选的实施例，获取当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像，包括：确定机械臂运动至当前放置区域，发送图像采集指令控制图像采集装置采集第一图像；确定机械臂运动至当前抓取区域，发送图像采集指令控制图像采集装置采集第二图像。

结合图2所示，上述待搬运对象可以为地砖，图中，取砖拍照区即为当前抓取区域，贴砖拍照区即为当前放置区域。当前抓取区域可以设置在原料库(放置待搬运对象的位置)附近，当前放置区域可以设置在参考砖(已铺贴的对象)附近。图像采集装置可以在机器人的机械臂的带动下分别移动至当前抓取区域和当前放置区域，并在移动到当前抓取区域或当前放置区域后，向控制器发送指定信号(例如，可以修改控制器的寄存器中指定位的数值)，控制器在收到该指定信号后，向图像采集装置发送图像采集的指令，图像采集装置在收到图像采集的指令后，采集第一图像或第二图像。

实施例3

根据本发明实施例，提供了一种地砖铺贴系统，其特征在于，包括实施例1中所述的搬运系统。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，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单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种搬运系统，其特征在于，包括：

一个图像采集装置，用于采集当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像，并基于所述第一图像中的第一特征位置和预设的放置特征位置确定第一偏移量，基于所述第二图像中的第二特征位置和预设的抓取特征位置确定第二偏移量；

控制器，用于根据所述第一偏移量和放置基准位置确定放置位，并基于所述第二偏移量和所述抓取特征位置确定抓取位，其中，所述放置基准位置根据所述放置特征位置获得；

具有机械臂的机器人，基于所述控制器的控制指令，所述机械臂移动至所述抓取位抓取待搬运对象后，移动至所述放置位。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一个图像采集装置设置于所述机械臂末端。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述待搬运对象为待铺贴地砖，所述第一特征位置为所述第一图像中已铺贴地砖的砖角所在的位置，所述第二特征位置为所述第二图像中待铺贴地砖的砖角所在的位置。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述放置特征位置和所述抓取特征位置均为表示在所述机械臂的世界坐标中的坐标参数，所述控制器还用于将所述第一特征位置和所述第二特征位置均转换为所述机械臂的世界坐标中的坐标参数。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器还用于在所述图像采集装置采集当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像之前，控制所述机械臂移动至初始放置区域，通过所述图像采集装置采集初始第一图像，提取所述初始第一图像中的第一特征位置，得到所述放置特征位置，并控制所述机械臂移动至初始抓取区域，通过所述图像采集装置采集初始第二图像，并提取所述初始第二图像中的第二特征位置，得到所述抓取特征位置。

6.一种搬运系统的控制方法，其特征在于，所述搬运系统包括：具有机械臂的机器人、一个图像采集装置和控制器，其中，所述搬运系统的控制方法包括：

获取当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像；

获取基于所述第一图像中的第一特征位置和预设的放置特征位置确定的第一偏移量；

获取基于所述第二图像中的第二特征位置和预设的抓取特征位置确定的第二偏移量；

根据所述第一偏移量和放置基准位置确定放置位，并基于所述第二偏移量和所述抓取特征位置确定抓取位，其中，所述放置基准位置根据所述放置特征位置获得；

控制所述机械臂移动至所述抓取位抓取待搬运对象后，控制所述机械臂移动至所述放置位。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在获取当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像之前，所述方法还包括：获取所述放置特征位置和所述抓取特征位置，其中，获取所述放置特征位置和所述抓取特征位置的步骤包括：

控制所述机械臂移动至初始放置区域，并通过所述图像采集装置采集初始第一图像；

提取所述初始第一图像中的第一特征位置，得到所述放置特征位置；

控制所述机械臂移动至初始抓取区域，并通过所述图像采集装置采集初始第二图像；

提取所述初始第二图像中的第二特征位置，得到所述抓取特征位置。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述待搬运对象为待铺贴地砖，所述第一特征位置为所述第一图像中已铺贴地砖的砖角所在的位置，所述第二特征位置为所述第二图像中待铺贴地砖的砖角所在的位置。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述放置特征位置为表示在所述机械臂的世界坐标中的坐标参数，获取基于所述第一图像中的第一特征位置和预设的放置特征位置确定的第一偏移量，包括：

将所述第一特征位置转换为所述机械臂的世界坐标中的坐标参数；

将所述第一特征位置对应的坐标参数与所述放置特征位置对应的坐标参数进行比对，得到所述第一偏移量。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，获取当前放置区域的第一图像和当前抓取区域的第二图像，包括：

确定所述机械臂运动至所述当前放置区域，发送图像采集指令控制所述图像采集装置采集所述第一图像；

确定所述机械臂运动至所述当前抓取区域，发送图像采集指令控制所述图像采集装置采集所述第二图像。

11.一种地砖铺贴系统，其特征在于，包括权利要求1至5中任意一项所述的搬运系统。

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