CN113119103A - 确定标记物的深度标准值的方法、计算机装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供确定标记物的深度标准值的方法，包括：获得一个最大深度上限值；基于标记物的深度图像获取该标记物的深度参照值；基于该标记物的彩色图像获得该标记物的Z轴的坐标值；当该标记物的深度参照值及该Z轴坐标值都小于该最大深度上限值时，且当该标记物的深度参照值与Z轴坐标值之间的差值不大于0时，将该深度参照值作为该标记物的深度标准值；以及当该差值大于0时，将该Z轴坐标值作为该标记物的深度标准值。本发明还提供计算机装置。本发明能快速准确地确定标记物的深度值。

Description

确定标记物的深度标准值的方法、计算机装置
技术领域
本发明涉及机器人控制技术领域，具体涉及一种确定标记物的深度标准值的方法、计算机装置。
背景技术
工厂在使用机械手臂实施自动化生产时，通常是根据目标物件上所贴的标记物来找到目标物件的夹取位置的。因此，所述标记物的深度值的准确与否直接影响到机械手臂对目标物件能否成功抓取。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提出一种确定标记物的深度标准值的方法、计算机装置，能够在无需更改现有治具及环境的前提下，快速准确地确定标记物的深度值，进而使得机械手臂能够根据所确定的标记物的深度值来找到目标物件的夹取位置。
本发明第一方面提供一种确定标记物的深度标准值的方法，应用于计算机装置，该方法包括：
根据机械手臂的力传感器所检测到的夹具在Z轴方向所受的压力计算得到一个最大深度上限值；
控制所述机械手臂的摄像机对标记物拍摄照片，获得包含所述标记物的深度图像和彩色图像；
从所述标记物的深度图像获取所述标记物的四个角的深度值；
基于所述标记物的四个角的深度值计算得到所述标记物的深度参照值；
基于所述彩色图像获得所述标记物的Z轴的坐标值；
当所述标记物的深度参照值及所述标记物的Z轴坐标值都小于所述最大深度上限值时，计算所述标记物的深度参照值与所述标记物的Z轴坐标值之间的差值；
当所述差值小于或者等于0时，将所述深度参照值作为所述标记物的深度标准值；及
当所述差值大于0时，将所述Z轴坐标值作为所述标记物的深度标准值。
优选地，该方法还包括：当所述标记物的深度参照值及所述标记物的Z轴坐标值中任意一者大于或者等于所述最大深度上限值时，根据所述机械手臂的力传感器所检测到的夹具在Z轴方向所受的压力重新计算所述最大深度上限值。
优选地，所述根据机械手臂的力传感器所检测到的夹具在Z轴方向所受的压力计算得到一个最大深度上限值包括：
将所述机械手臂的夹具设置在距离承载平台之一预设距离的位置；
控制所述机械手臂带动所述夹具匀速下移，同时利用所述力传感器检测所述夹具在Z轴方向所受的压力；
当根据所述力传感器所检测的所述夹具在Z轴方向所受的压力确定所述夹具在Z轴方向所受的压力的变化大于预设值时，读取所述机械手臂的Z轴坐标值；当读取到N个所述机械手臂的Z轴坐标值时，根据方均根算法基于该N个所述机械手臂的Z轴坐标值计算所述最大深度上限值。
优选地，该方法根据方均根算法基于所述标记物的四个角的深度值计算得到所述标记物的深度参照值。
优选地，所述基于所述彩色图像获得所述标记物的Z轴的坐标值包括：利用OPENCV函数基于所述彩色图像获得所述标记物的Z轴的坐标值。
优选地，所述标记物位于承载平台上且该标记物的四边平行于该承载平台。
本发明第二方面提供一种计算机装置，所述计算机装置包括存储器和处理器，所述存储器用于存储多个模块，所述处理器用于执行所述多个模块，其中，所述多个模块包括：
执行模块，用于根据机械手臂的力传感器所检测到的夹具在Z轴方向所受的压力计算得到一个最大深度上限值；
拍摄模块，用于控制所述机械手臂的摄像机对标记物拍摄照片，获得包含所述标记物的深度图像和彩色图像；
所述执行模块，还用于从所述标记物的深度图像获取所述标记物的四个角的深度值；
所述执行模块，还用于基于所述标记物的四个角的深度值计算得到所述标记物的深度参照值；
所述执行模块，还用于基于所述彩色图像获得所述标记物的Z轴的坐标值；
所述执行模块，还用于当所述标记物的深度参照值及所述标记物的Z轴坐标值都小于所述最大深度上限值时，计算所述标记物的深度参照值与所述标记物的Z轴坐标值之间的差值；
所述执行模块，还用于当所述差值小于或者等于0时，将所述深度参照值作为所述标记物的深度标准值；及
所述执行模块，还用于当所述差值大于0时，将所述Z轴坐标值作为所述标记物的深度标准值。
优选地，所述执行模块，还用于：当所述标记物的深度参照值及所述标记物的Z轴坐标值中任意一者大于或者等于所述最大深度上限值时，根据所述机械手臂的力传感器所检测到的夹具在Z轴方向所受的压力重新计算所述最大深度上限值。
优选地，所述根据机械手臂的力传感器所检测到的夹具在Z轴方向所受的压力计算得到一个最大深度上限值包括：
将所述机械手臂的夹具设置在距离承载平台之一预设距离的位置；控制所述机械手臂带动所述夹具匀速下移，同时利用所述力传感器检测所述夹具在Z轴方向所受的压力；
当根据所述力传感器所检测的所述夹具在Z轴方向所受的压力确定所述夹具在Z轴方向所受的压力的变化大于预设值时，读取所述机械手臂的Z轴坐标值；当读取到N个所述机械手臂的Z轴坐标值时，根据方均根算法基于该N个所述机械手臂的Z轴坐标值计算所述最大深度上限值。
优选地，所述执行模块根据方均根算法基于所述标记物的四个角的深度值计算得到所述标记物的深度参照值。
优选地，所述基于所述彩色图像获得所述标记物的Z轴的坐标值包括：利用OPENCV函数基于所述彩色图像获得所述标记物的Z轴的坐标值。
优选地，所述标记物位于承载平台上且该标记物的四边平行于该承载平台。
本发明实施例中所述的确定标记物的深度标准值的方法、计算机装置，通过根据机械手臂的力传感器所检测到的夹具在Z轴方向所受的压力计算得到一个最大深度上限值；控制所述机械手臂的深度摄像机对标记物拍摄照片，获得包含所述标记物的深度图像和彩色图像；基于所述标记物的深度图像获取到所述标记物的四个角的深度值；基于所述标记物的四个角的深度值计算得到所述标记物的深度参照值；基于所述彩色图像获得所述标记物的Z轴的坐标值；当所述标记物的深度参照值及所述标记物的Z轴坐标值都小于所述最大深度上限值时，计算所述标记物的深度参照值与所述标记物的Z轴坐标值之间的差值；当所述差值小于或者等于0时，将所述深度参照值作为所述标记物的深度标准值；及当所述差值大于0时，将所述Z轴坐标值作为所述标记物的深度标准值，能够在无需更改现有治具及环境的前提下，快速准确地确定标记物的深度值，进而使得机械手臂能够根据所确定的标记物的深度值来找到目标物件的夹取位置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明较佳实施例提供的确定标记物的深度标准值的方法的应用环境图。
图2示意机械手臂以及治具。
图3是本发明较佳实施例提供的确定标记物的深度标准值的方法的流程图。
图4是本发明较佳实施例提供的确定系统的功能模块图。
图5是本发明较佳实施例提供的计算机装置的架构图。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
主要元件符号说明
Figure BDA0002351364380000051
Figure BDA0002351364380000061
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
请参图1所示，在本实施例中，所述确定标记物的深度标准值的方法可以应用于由计算机装置1以及机械手臂2所构成的应用环境中。
本实施例中，计算机装置1可以与所述机械手臂2建立无线通讯连接。例如，所述计算机装置1可以通过无线路由器(图中未示出)与机械手臂2建立通讯连接。
请同时结合图2所示，本实施例中，所述机械手臂2置于承载平台4上。该承载平台4可以为可移动平台。本实施例中，该承载平台4上还同时承载了一个外治具3。该外治具3还可以包括多个治具31。
本实施例中，所述机械手臂2包括基座21、臂部22、夹具23、力传感器(Force-Torque Sensor)24，以及摄像机25。所述臂部22与所述基座21连接，所述力传感器24设置于所述臂部22与所述摄像机25之间。所述夹具23设置在所述臂部22的前端。所述摄像机25可以为深度摄像机。
参阅图2所示，本实施例中，所述机械手臂2所在的三维坐标系可以是以所述机械手臂2的基座21的底端为原点O，以该基座21的底端所在的水平面为XOY平面，以及以竖直向上垂直于该XOY平面所在方向为Z轴。
本实施例中，所述计算机装置1可以控制机械手臂2抓取置于所述治具31上的目标物件40，并将目标物件40放置到所述承载平台4上。
本实施例中，该目标物件40可以为任何产品例如主板或其他产品。
本实施例中，所述目标物件40上设置有标记物(Marker)41。该标记物41可以为ArUco Markers。
需要说明的是，ArUco marker是一个二进制平方标记，它由一个宽的黑边和一个内部的二进制矩阵组成，内部的矩阵决定了ID。黑色的边界有利于快速检测到图像，二进制编码可以验证ID，并且允许错误检测和矫正技术的应用。ArUco Markers的大小决定了内部矩阵的大小。例如，一个4cm*4cm的ArUco Markers由16bits组成。
本实施例中，所述标记物41的大小可以是4cm*4cm。当然，在其他实施例中，该标记物41的大小也可以为其他尺寸。本实施例中，所述机械手臂2可以根据所述标记物41来找到目标物件40的夹取位置。因此，所述标记物41的深度值的准确与否直接影响到机械手臂2能否成功抓取目标物件40。
本实施例中，所述承载平台4上还设置有一标记物41，该标记物41的四边平行于该承载平台4。下面将结合图3来说明如何确定所述标记物41的深度值。在这里，为便于清楚简单说明本发明，将接下来所要确定的所述标记物41的深度值称为深度标准值。
在本实施例中，所述确定标记物41的深度标准值的方法可以应用于计算机装置1中，对于需要确定标记物的深度标准值的计算机装置1，可以直接在计算机装置1上集成本发明的方法所提供的用于确定标记物41的深度标准值的功能，或者以软件开发工具包(Software Development Kit，SDK)的形式运行在计算机装置上。
如图3所示，所述确定标记物的深度标准值的方法具体包括以下步骤，根据不同的需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。
步骤S1，计算机装置1根据机械手臂2的力传感器24所检测到的夹具23在Z轴方向所受的压力计算得到一个最大深度上限值Zmax。计算机装置1以承载所述机械手臂2的承载平台4所在的水平面建立XOY平面，以垂直于所述XOY平面所在方向为Z轴建立坐标系O-XYZ。
具体地，参阅图2所示，本实施例中，计算机装置1以所述机械手臂2的基座21的底端为原点O，以该基座21的底端所在的水平面为XOY平面，以及以竖直向上垂直于该XOY平面所在方向为Z轴建立坐标系O-XYZ。
在一个实施例中，所述根据机械手臂2的力传感器24所检测到的夹具23在Z轴方向所受的压力计算得到一个最大深度上限值Zmax包括(a1)-(a6)：
(a1)将所述机械手臂2的夹具23设置在距离所述承载平台4为预设距离的位置。
本实施例中，所述预设距离可以为30厘米、35厘米。该预设距离可根据实际应用场景来设置。
(a2)控制所述机械手臂2带动所述夹具23匀速下移，同时利用所述机械手臂2的力传感器24检测所述夹具23在Z轴方向所受的压力。
具体地，可以控制所述机械手臂2带动所述夹具23作垂直向下的匀速运动。
(a3)根据所述力传感器24所检测的所述夹具23在Z轴方向所受的压力判断所述夹具23在Z轴方向所受的压力的变化是否大于预设值(例如1牛顿、1.5牛顿，或者其他值)。当所述夹具23在Z轴方向所受的压力的变化大于所述预设值时，执行(a4)。当所述夹具23在Z轴方向所受的压力的变化小于或者等于所述预设值时，继续执行(a3)。
在一个实施例中，所述夹具23在Z轴方向所受的压力的变化可以是指第一压力值与第二压力值之间的差值，其中，该第一压力值是指所述机械手臂2带动所述夹具23匀速下移过程中，所述夹具23在Z轴方向所受的压力。所述第二压力值是指所述机械手臂2未带动所述夹具23匀速下移时所述夹具23在Z轴方向所受的压力。换句话来讲，所述第二压力值是指所述机械手臂2带动所述夹具23作匀速下移运动之前，该力传感器24所检测获得的压力值。
(a4)当所述夹具23在Z轴方向所受的压力的变化大于所述预设值时，读取所述机械手臂2的Z轴坐标值，将已经获得的所述机械手臂2的Z轴坐标值的数目加1以统计已经获得的所述机械手臂2的Z轴坐标值的总数。
(a5)判断是否已经获得N个所述机械手臂2的Z轴坐标值。若已经获得N个所述机械手臂2的Z轴坐标值，执行(a6)。若尚未获得N个所述机械手臂2的Z轴坐标值，执行(a1)。
本实施例中，N可以等于30，或者其他值，例如40或者50。
(a6)当已经获得N个所述机械手臂2的Z轴坐标值时，根据方均根算法(Root MeanSquare，缩写为RMS)基于该N个所述机械手臂的Z轴坐标值计算所述最大深度上限值Zmax。
所述方均根算法也叫平方平均数(Quadratic mean)，是2次方的广义平均数的表达式，也可叫做2次幂平均数。具体地，所述最大深度上限值Zmax的计算公式是：
Figure BDA0002351364380000091
其中，n表示所获得的所述机械手臂2的Z轴坐标值的总数(即本实施例中n＝N，例如n＝30)，xi表示所获得的每个所述机械手臂2的Z轴坐标值。
步骤S2，计算机装置1控制所述机械手臂2的摄像机25对位于所述承载平台4的标记物41拍摄照片，获得包含所述标记物41的深度图像和彩色图像。
如前面所述，位于所述承载平台4的标记物41的四边平行于该承载平台4。如图2所示。
需要说明的是，以下步骤中所提及的标记物41均指位于所述承载平台4的标记物41，即不是指位于治具31上的目标物件40上的标记物41。
步骤S3，计算机装置1从所述标记物41的深度图像获取所述标记物41的四个角的深度值。
例如，参阅图2所示，计算机装置1获取到所述标记物41的四个角的深度值D11、D12、D13、D14。
步骤S4，计算机装置1基于所述标记物41的四个角的深度值计算得到所述标记物41的深度参照值Zrms。
本实施例中，计算机装置1根据所述方均根算法基于所述标记物41的四个角的深度值计算得到所述标记物41的深度参照值Zrms。
具体地，所述深度参照值Zrms计算公式为：
Figure BDA0002351364380000101
其中，n表示所述标记物41的角的数目(即本实施例中n＝4)，xi表示所述标记物41的每个角的深度值。
步骤S5，计算机装置1基于所述标记物41的彩色图像获得所述标记物41的Z轴的坐标值Zcv。
具体地，计算机装置1可以利用OPENCV函数基于所述彩色图像来计算获得所述标记物41的Z轴的坐标值Zcv。
步骤S6，计算机装置1判断所述标记物41的深度参照值Zrms及所述标记物41的Z轴坐标值Zcv是否都小于所述最大深度上限值Zmax。
当所述标记物41的深度参照值Zrms及所述标记物41的Z轴坐标值Zcv都小于所述最大深度上限值Zmax时，执行步骤S7。
当所述标记物41的深度参照值Zrms及所述标记物41的Z轴坐标值Zcv中任意一者大于或者等于所述最大深度上限值Zmax时，执行步骤S61，并于执行完步骤S61后回到步骤S1，由计算机装置1根据机械手臂2的力传感器24所检测到的夹具23在Z轴方向所受的压力重新计算所述最大深度上限值Zmax。
步骤S61，计算机装置1可以直接重新校准摄像机25或者发出提示，提示用户重新校准所述摄像机25。
具体地，所述重新校准摄像机25包括校准所述摄像机25的拍摄参数例如焦距等。
步骤S7，当所述标记物41的深度参照值Zrms及所述标记物41的Z轴坐标值Zcv都小于所述最大深度上限值Zmax时，计算机装置1计算所述标记物41的深度参照值Zrms与所述标记物41的Z轴坐标值Zcv之间的差值。当所述差值小于或者等于0时，将所述深度参照值Zrms作为所述标记物41的深度标准值；及当所述差值大于0时，将所述标记物41的Z轴坐标值Zcv作为所述标记物41的深度标准值。
在其他实施例中，本发明还可以包括步骤S8。
步骤S8，当所述标记物41贴在治具31上的目标物件40上时，计算机装置1可以控制机械手臂2根据上述确定的所述标记物41的深度标准值抓取与所述标记物41对应的目标物件40。根据上述记载可知，本发明实施例的所述确定标记物的深度标准值的方法，通过根据机械手臂的力传感器所检测到的夹具在Z轴方向所受的压力计算得到一个最大深度上限值，其中，以承载所述机械手臂的承载平台的水平面建立XOY平面，以垂直于所述XOY平面所在方向为Z轴建立坐标系O-XYZ；控制所述机械手臂的深度摄像机对位于所述承载平台的标记物拍摄照片，获得所述标记物的深度图像和彩色图像；基于所述标记物的深度图像获取到所述标记物的四个角的深度值；基于所述标记物的四个角的深度值计算得到所述标记物的深度参照值；基于所述彩色图像获得所述标记物的Z轴的坐标值；当所述标记物的深度参照值及所述标记物的Z轴坐标值都小于所述最大深度上限值时，计算所述标记物的深度参照值与所述标记物的Z轴坐标值之间的差值；当所述差值小于或者等于0时，将所述深度参照值作为所述标记物的深度标准值；及当所述差值大于0时，将所述Z轴坐标值作为所述标记物的深度标准值，能够在无需更改现有治具及环境的前提下，快速准确地确定标记物的深度值，进而使得机械手臂能够根据所确定的标记物的深度值来找到目标物件的夹取位置。
上述图3详细介绍了本发明的确定标记物的深度标准值的方法，下面结合图4和图5，分别对实现确定标记物的深度标准值的方法的软件装置的功能模块以及实现确定标记物的深度标准值的方法的硬件装置架构进行介绍。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
参阅图4所示，是本发明较佳实施例提供的确定系统30的功能模块图。
在一些实施例中，所述确定系统30运行于计算机装置1中。所述确定系统30可以包括多个由程序代码段所组成的功能模块。所述确定系统30中的各个程序段的计算机程序代码可以存储于计算机装置1的存储器中，并由所述计算机装置1的至少一个处理器所执行，以实现确定标记物的深度标准值(详见对图3描述)。
本实施例中，所述确定系统30根据其所执行的功能，可以被划分为多个功能模块。所述功能模块可以包括：执行模块301、拍摄模块302。本发明所称的模块是指一种能够被至少一个处理器所执行并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在存储器中。在本实施例中，关于各模块的功能将在后续的实施例中详述。
执行模块301根据机械手臂2的力传感器24所检测到的夹具23在Z轴方向所受的压力计算得到一个最大深度上限值Zmax。执行模块301以承载所述机械手臂2的承载平台4所在的水平面建立XOY平面，以垂直于所述XOY平面所在方向为Z轴建立坐标系O-XYZ。
具体地，参阅图2所示，本实施例中，执行模块301以所述机械手臂2的基座21的底端为原点O，以该基座21的底端所在的水平面为XOY平面，以及以竖直向上垂直于该XOY平面所在方向为Z轴建立坐标系O-XYZ。
在一个实施例中，所述根据机械手臂2的力传感器24所检测到的夹具23在Z轴方向所受的压力计算得到一个最大深度上限值Zmax包括(a1)-(a6)：
(a1)将所述机械手臂2的夹具23设置在距离所述承载平台4为预设距离的位置。
本实施例中，所述预设距离可以为30厘米、35厘米。该预设距离可根据实际应用场景来设置。
(a2)控制所述机械手臂2带动所述夹具23匀速下移，同时利用所述机械手臂2的力传感器24检测所述夹具23在Z轴方向所受的压力。
具体地，可以控制所述机械手臂2带动所述夹具23作垂直向下的匀速运动。
(a3)根据所述力传感器24所检测的所述夹具23在Z轴方向所受的压力判断所述夹具23在Z轴方向所受的压力的变化是否大于预设值(例如1牛顿、1.5牛顿，或者其他值)。当所述夹具23在Z轴方向所受的压力的变化大于所述预设值时，执行(a4)。当所述夹具23在Z轴方向所受的压力的变化小于或者等于所述预设值时，继续执行(a3)。
在一个实施例中，所述夹具23在Z轴方向所受的压力的变化可以是指第一压力值与第二压力值之间的差值，其中，该第一压力值是指所述机械手臂2带动所述夹具23匀速下移过程中，所述夹具23在Z轴方向所受的压力。所述第二压力值是指所述机械手臂2未带动所述夹具23匀速下移时所述夹具23在Z轴方向所受的压力。换句话来讲，所述第二压力值是指所述机械手臂2带动所述夹具23作匀速下移运动之前，该力传感器24所检测获得的压力值。
(a4)当所述夹具23在Z轴方向所受的压力的变化大于所述预设值时，读取所述机械手臂2的Z轴坐标值，将已经获得的所述机械手臂2的Z轴坐标值的数目加1以统计已经获得的所述机械手臂2的Z轴坐标值的总数。
(a5)判断是否已经获得N个所述机械手臂2的Z轴坐标值。若已经获得N个所述机械手臂2的Z轴坐标值，执行(a6)。若尚未获得N个所述机械手臂2的Z轴坐标值，执行(a1)。
本实施例中，N可以等于30，或者其他值，例如40或者50。
(a6)当已经获得N个所述机械手臂2的Z轴坐标值时，根据方均根算法(Root MeanSquare，缩写为RMS)基于该N个所述机械手臂的Z轴坐标值计算所述最大深度上限值Zmax。
所述方均根算法也叫平方平均数(Quadratic mean)，是2次方的广义平均数的表达式，也可叫做2次幂平均数。具体地，所述最大深度上限值Zmax的计算公式是：
Figure BDA0002351364380000141
其中，n表示所获得的所述机械手臂2的Z轴坐标值的总数(即本实施例中n＝N)，xi表示所获得的每个所述机械手臂2的Z轴坐标值。
拍摄模块302控制所述机械手臂2的摄像机25对位于所述承载平台4的标记物41拍摄照片，获得包含所述标记物41的深度图像和彩色图像。
如前面所述，位于所述承载平台4的标记物41的四边平行于该承载平台4。如图2所示。
需要说明的是，以下所提及的标记物41均指位于所述承载平台4的标记物41，即不是指位于治具31上的目标物件40上的标记物41。
所述执行模块301从所述标记物41的深度图像获取所述标记物41的四个角的深度值。
例如，参阅图2所示，所述执行模块301获取到所述标记物41的四个角的深度值D11、D12、D13、D14。
所述执行模块301基于所述标记物41的四个角的深度值计算得到所述标记物41的深度参照值Zrms。
本实施例中，所述执行模块301根据所述方均根算法基于所述标记物41的四个角的深度值计算得到所述标记物41的深度参照值Zrms。
具体地，所述深度参照值Zrms计算公式为：
Figure BDA0002351364380000151
其中，n表示所述标记物41的角的数目(即本实施例中n＝4)，xi表示所述标记物41的每个角的深度值。
所述执行模块301基于所述标记物41的彩色图像获得所述标记物41的Z轴的坐标值Zcv。
具体地，所述执行模块301可以利用OPENCV函数基于所述彩色图像来计算获得所述标记物41的Z轴的坐标值Zcv。
所述执行模块301判断所述标记物41的深度参照值Zrms及所述标记物41的Z轴坐标值Zcv是否都小于所述最大深度上限值Zmax。
当所述标记物41的深度参照值Zrms及所述标记物41的Z轴坐标值Zcv中任意一者大于或者等于所述最大深度上限值Zmax时，执行模块301重新校准摄像机25或者发出提示，提示用户重新校准所述摄像机25，然后由执行模块301根据机械手臂2的力传感器24所检测到的夹具23在Z轴方向所受的压力重新计算所述最大深度上限值Zmax。
具体地，所述重新校准摄像机25包括校准所述摄像机25的拍摄参数例如焦距等。
当所述标记物41的深度参照值Zrms及所述标记物41的Z轴坐标值Zcv都小于所述最大深度上限值Zmax时，执行模块301计算所述标记物41的深度参照值Zrms与所述标记物41的Z轴坐标值Zcv之间的差值。当所述差值小于或者等于0时，将所述深度参照值Zrms作为所述标记物41的深度标准值；及当所述差值大于0时，将所述标记物41的Z轴坐标值Zcv作为所述标记物41的深度标准值。
当所述标记物41贴在治具31上的目标物件40上时，执行模块301可以控制机械手臂2根据上述确定的所述标记物41的深度标准值抓取与所述标记物41对应的目标物件40。
根据上述记载可知，本发明实施例的所述的用于确定标记物的深度标准值的确定系统30，通过根据机械手臂的力传感器所检测到的夹具在Z轴方向所受的压力计算得到一个最大深度上限值，其中，以承载所述机械手臂的承载平台的水平面建立XOY平面，以垂直于所述XOY平面所在方向为Z轴建立坐标系O-XYZ；控制所述机械手臂的深度摄像机对位于所述承载平台的标记物拍摄照片，获得所述标记物的深度图像和彩色图像；基于所述标记物的深度图像获取到所述标记物的四个角的深度值；基于所述标记物的四个角的深度值计算得到所述标记物的深度参照值；基于所述彩色图像获得所述标记物的Z轴的坐标值；当所述标记物的深度参照值及所述标记物的Z轴坐标值都小于所述最大深度上限值时，计算所述标记物的深度参照值与所述标记物的Z轴坐标值之间的差值；当所述差值小于或者等于0时，将所述深度参照值作为所述标记物的深度标准值；及当所述差值大于0时，将所述Z轴坐标值作为所述标记物的深度标准值，能够在无需更改现有治具及环境的前提下，快速准确地确定标记物的深度值，进而使得机械手臂能够根据所确定的标记物的深度值来找到目标物件的夹取位置。
参阅图5所示，为本发明较佳实施例提供的计算机装置的结构示意图。
本发明的较佳实施例中，计算机装置1包括互相之间电气连接的存储器51、至少一个处理器52。
本领域技术人员应该了解，图1示出的计算机装置1的结构并不构成本发明实施例的限定，所述计算机装置1还可以包括比图示更多或更少的其他硬件或者软件，或者不同的部件布置。例如，所述计算机装置1还可以包括显示屏等部件。
在一些实施例中，所述计算机装置1包括一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的终端，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路、可编程门阵列、数字处理器及嵌入式设备等。
需要说明的是，所述计算机装置1仅为举例，其他现有的或今后可能出现的电子产品如可适应于本发明，也应包含在本发明的保护范围以内，并以引用方式包含于此。
在一些实施例中，所述存储器51可以用于存储计算机程序的程序代码和各种数据。例如，所述存储器51可以用于存储安装在所述计算机装置1中的确定系统30，并在计算机装置1的运行过程中实现高速、自动地完成程序或数据的存取。所述存储器51可以是包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-time Programmable Read-Only Memory，OTPROM)、电子擦除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者任何其他能够用于携带或存储数据的计算机可读的存储介质。
在一些实施例中，所述至少一个处理器52可以由集成电路组成。例如，可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(Central Processing unit，CPU)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述至少一个处理器52是所述计算机装置1的控制核心(Control Unit)，利用各种接口和线路连接整个计算机装置1的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器51内的程序或者模块，以及调用存储在所述存储器51内的数据，以执行计算机装置1的各种功能和处理数据。
尽管未示出，所述计算机装置1还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器52逻辑相连，从而通过电源管理装置实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述计算机装置1还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
上述以软件功能模块的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块包括若干指令，该若干指令用以使得一台计算机装置(可以车载电脑等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分。
在进一步的实施例中，结合图4，所述至少一个处理器52可执行所述计算机装置1的操作装置以及安装的各类应用程序(如确定系统30)等。
所述存储器51中存储有计算机程序代码，且所述至少一个处理器52可调用所述存储器51中存储的计算机程序代码以执行相关的功能。例如，图5中所述的各个模块是存储在所述存储器51中的计算机程序代码，并由所述至少一个处理器52所执行，从而实现所述各个模块的功能如确定标记物的深度值。
在本发明的一个实施例中，所述存储器51存储多个指令，所述多个指令被所述至少一个处理器52所执行以确定标记物的深度值。
具体地，结合图3所示，所述至少一个处理器52执行上述多个指令以确定标记物的深度值的方法包括：
根据机械手臂的力传感器所检测到的夹具在Z轴方向所受的压力计算得到一个最大深度上限值；
控制所述机械手臂的摄像机对标记物拍摄照片，获得包含所述标记物的深度图像和彩色图像；
从所述标记物的深度图像获取所述标记物的四个角的深度值；
基于所述标记物的四个角的深度值计算得到所述标记物的深度参照值；
基于所述彩色图像获得所述标记物的Z轴的坐标值；
当所述标记物的深度参照值及所述标记物的Z轴坐标值都小于所述最大深度上限值时，计算所述标记物的深度参照值与所述标记物的Z轴坐标值之间的差值；
当所述差值小于或者等于0时，将所述深度参照值作为所述标记物的深度标准值；及
当所述差值大于0时，将所述Z轴坐标值作为所述标记物的深度标准值。
优选地，该方法还包括：当所述标记物的深度参照值及所述标记物的Z轴坐标值中任意一者大于或者等于所述最大深度上限值时，根据所述机械手臂的力传感器所检测到的夹具在Z轴方向所受的压力重新计算所述最大深度上限值。
优选地，所述根据机械手臂的力传感器所检测到的夹具在Z轴方向所受的压力计算得到一个最大深度上限值包括：
将所述机械手臂的夹具设置在距离所述XOY平面为预设距离的位置；
控制所述机械手臂带动所述夹具匀速下移，同时利用所述力传感器检测所述夹具在Z轴方向所受的压力；
当根据所述力传感器所检测的所述夹具在Z轴方向所受的压力确定所述夹具在Z轴方向所受的压力的变化大于预设值时，读取所述机械手臂的Z轴坐标值；当读取到N个所述机械手臂的Z轴坐标值时，根据方均根算法基于该N个所述机械手臂的Z轴坐标值计算所述最大深度上限值。
优选地，该方法根据方均根算法基于所述标记物的四个角的深度值计算得到所述标记物的深度参照值。
优选地，所述基于所述彩色图像获得所述标记物的Z轴的坐标值包括：利用OPENCV函数基于所述彩色图像获得所述标记物的Z轴的坐标值。
优选地，所述标记物位于所述承载平台上且该标记物的四边平行于该承载平台。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的计算机可读存储介质，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块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网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块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模块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，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种确定标记物的深度标准值的方法，应用于计算机装置，其特征在于，该方法包括：
根据机械手臂的力传感器所检测到的夹具在Z轴方向所受的压力计算得到一个最大深度上限值；
控制所述机械手臂的摄像机对标记物拍摄照片，获得包含所述标记物的深度图像和彩色图像；
从所述标记物的深度图像获取所述标记物的四个角的深度值；
基于所述标记物的四个角的深度值计算得到所述标记物的深度参照值；
基于所述彩色图像获得所述标记物的Z轴的坐标值；
当所述标记物的深度参照值及所述标记物的Z轴坐标值都小于所述最大深度上限值时，计算所述标记物的深度参照值与所述标记物的Z轴坐标值之间的差值；
当所述差值小于或者等于0时，将所述深度参照值作为所述标记物的深度标准值；及
当所述差值大于0时，将所述Z轴坐标值作为所述标记物的深度标准值。
2.如权利要求1所述的确定标记物的深度标准值的方法，其特征在于，该方法还包括：
当所述标记物的深度参照值及所述标记物的Z轴坐标值中任意一者大于或者等于所述最大深度上限值时，根据所述机械手臂的力传感器所检测到的夹具在Z轴方向所受的压力重新计算所述最大深度上限值。
3.如权利要求2所述的确定标记物的深度标准值的方法，其特征在于，所述根据机械手臂的力传感器所检测到的夹具在Z轴方向所受的压力计算得到一个最大深度上限值包括：
将所述机械手臂的夹具设置在距离承载平台之一预设距离的位置；
控制所述机械手臂带动所述夹具匀速下移，同时利用所述力传感器检测所述夹具在Z轴方向所受的压力；
当根据所述力传感器所检测的所述夹具在Z轴方向所受的压力确定所述夹具在Z轴方向所受的压力的变化大于预设值时，读取所述机械手臂的Z轴坐标值；
当读取到N个所述机械手臂的Z轴坐标值时，根据方均根算法基于该N个所述机械手臂的Z轴坐标值计算所述最大深度上限值。
4.如权利要求1所述的确定标记物的深度标准值的方法，其特征在于，该方法根据方均根算法基于所述标记物的四个角的深度值计算得到所述标记物的深度参照值。
5.如权利要求1所述的确定标记物的深度标准值的方法，其特征在于，所述基于所述彩色图像获得所述标记物的Z轴的坐标值包括：
利用OPENCV函数基于所述彩色图像获得所述标记物的Z轴的坐标值。
6.如权利要求1所述的确定标记物的深度标准值的方法，其特征在于，所述标记物位于承载平台上且该标记物的四边平行于该承载平台。
7.一种计算机装置，其特征在于，所述计算机装置包括存储器和处理器，所述存储器用于存储多个模块，所述处理器用于执行所述多个模块，其中，所述多个模块包括：
执行模块，用于根据机械手臂的力传感器所检测到的夹具在Z轴方向所受的压力计算得到一个最大深度上限值；
拍摄模块，用于控制所述机械手臂的摄像机对标记物拍摄照片，获得包含所述标记物的深度图像和彩色图像；
所述执行模块，还用于从所述标记物的深度图像获取所述标记物的四个角的深度值；
所述执行模块，还用于基于所述标记物的四个角的深度值计算得到所述标记物的深度参照值；
所述执行模块，还用于基于所述彩色图像获得所述标记物的Z轴的坐标值；
所述执行模块，还用于当所述标记物的深度参照值及所述标记物的Z轴坐标值都小于所述最大深度上限值时，计算所述标记物的深度参照值与所述标记物的Z轴坐标值之间的差值；
所述执行模块，还用于当所述差值小于或者等于0时，将所述深度参照值作为所述标记物的深度标准值；及
所述执行模块，还用于当所述差值大于0时，将所述Z轴坐标值作为所述标记物的深度标准值。
8.如权利要求7所述的计算机装置，其特征在于，所述执行模块，还用于：
当所述标记物的深度参照值及所述标记物的Z轴坐标值中任意一者大于或者等于所述最大深度上限值时，根据所述机械手臂的力传感器所检测到的夹具在Z轴方向所受的压力重新计算所述最大深度上限值。
9.如权利要求8所述的计算机装置，其特征在于，所述根据机械手臂的力传感器所检测到的夹具在Z轴方向所受的压力计算得到一个最大深度上限值包括：
将所述机械手臂的夹具设置在距离承载平台之一预设距离的位置；
控制所述机械手臂带动所述夹具匀速下移，同时利用所述力传感器检测所述夹具在Z轴方向所受的压力；
当根据所述力传感器所检测的所述夹具在Z轴方向所受的压力确定所述夹具在Z轴方向所受的压力的变化大于预设值时，读取所述机械手臂的Z轴坐标值；
当读取到N个所述机械手臂的Z轴坐标值时，根据方均根算法基于该N个所述机械手臂的Z轴坐标值计算所述最大深度上限值。
10.如权利要求7所述的计算机装置，其特征在于，所述执行模块根据方均根算法基于所述标记物的四个角的深度值计算得到所述标记物的深度参照值。
11.如权利要求7所述的计算机装置，其特征在于，所述基于所述彩色图像获得所述标记物的Z轴的坐标值包括：
利用OPENCV函数基于所述彩色图像获得所述标记物的Z轴的坐标值。
12.如权利要求7所述的计算机装置，其特征在于，所述标记物位于承载平台上且该标记物的四边平行于该承载平台。
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