CN115846219A - 生鲜分拣机器人的分拣抓取方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种生鲜分拣机器人的分拣抓取方法、系统、设备及存储介质，其中方法包括：在预设的行进路线数据库中调取与设定分拣区标码对应的终点；将行走机构的当前所在位置点设为起点；在预设的行进路线数据库中调取起点与终点之间的行进路线，控制行走机构按照行进路线移动至终点；生成与初始三维图片中的所有生鲜包轮廓区域对应的实际点云图；筛选并计算出初始三维图片中所有生鲜包轮廓区域中的点云高度最高值对应的实际轮廓区域的实际面积值，若实际面积值位于预设的标准抓取面积范围值内，控制抓取机构按照预设的抓取规则进行抓取作业。本申请具有的技术效果是：通过代替人工手动抓取分拣生鲜包，省时省力，抓取效率高。

Description

生鲜分拣机器人的分拣抓取方法、系统、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及生鲜分拣的技术领域，尤其是涉及一种生鲜分拣机器人的分拣抓取方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

随着电商行业的快速发展，生鲜企业逐渐浮出水面。为了适应不同渠道的市场需求，需要对生鲜产品进行分拣。

目前，分拣仓内设有若干个分拣框，每个分拣框内装载有若干个相同品类的生鲜包，生鲜包括可以为装载有生鲜产品的网兜或网箱，一般对生鲜产品的分拣由人工分拣完成，在分拣过程中，分拣工需要一遍看着订单上的生鲜名，一边找到对应的分拣框，以便将订单上相应的生鲜产品种分拣至对应的位置；采用人工分拣的方式，耗时费力，分拣效率低。

发明内容

为了改善人工分拣生鲜包耗时费力、效率低的问题，本申请提供一种生鲜分拣机器人的分拣抓取方法、系统、设备及存储介质。

第一方面，本申请提供一种生鲜分拣机器人的分拣抓取方法，该方法应用于分拣设备，所述分拣设备包括行走机构和用于抓取生鲜包的抓取机构，所述方法包括：

接收用户端发送的订单分拣抓取指令，所述订单分拣抓取指令包括设定分拣区标码；

在预设的行进路线数据库中调取与所述设定分拣区标码对应的终点；

获取所述行走机构的当前所在位置点，将所述当前所在位置点设置为起点；

规划所述起点与终点之间的行进路线，并控制所述行走机构按照行进路线移动至终点；

获取视觉信息采集设备实时发送的生鲜视觉扫描信息，所述生鲜视觉扫描信息包括若干个生鲜包位于分拣框内的初始三维图片；

提取所述初始三维图片中的所有生鲜包轮廓区域，并根据所述初始三维图片生成与目标生鲜包轮廓区域对应的实际点云图；

分别获取所述初始三维图片中所有实际点云图的平均点云高度，并筛选出所述所述初始三维图片中所有生鲜包轮廓区域中的点云高度最高值对应的实际轮廓区域；

计算所述实际轮廓区域的实际面积值，若所述实际面积值位于预设的标准抓取面积范围值内，则向所述抓取机构发送将实际轮廓区域对应的生鲜包抓取至与设定分拣区标码对应的分拣区的抓取指令；

控制所述抓取机构按照预设的抓取规则进行抓取作业。

通过采用上述技术方案，当后台管理系统接收到用户端发送的订单分拣抓取指令后，通过在预设的行进路线数据库中调取与设定分拣区标码对应的终点，并设置行走机构当前所在位置点为起点，通过规划起点和终点之间的行进路线，以便控制行走机构根据行进路线移动至设定分拣区标码对应的分拣区，从而便于抓取机构将生鲜框内的生鲜包抓取至分拣区内。

然后系统获取视觉信息采集设备发送的生鲜包位于分拣框内的初始三维图片，通过提取出初始三维图片中的所有生鲜包轮廓区域，以便生成与生鲜包轮廓区域对应的实际点云图；计算并获取初始三维图片中高端所有实际点云图的平均点云高度，并筛选出所有生鲜包轮廓区域中的点云高度最高值对应的实际轮廓区域；

若实际轮廓区域的实际面积值位于预设的标准抓取面积范围值之内，则说明抓取机构能够抓取到实际轮廓区域内的生鲜包，此时系统向抓取机构发送抓取指令，并控制抓取机构按照预设的抓取规则进行抓取作业，以便将实际轮廓区域对应的生鲜包抓取至于设定分拣区标码对应的分拣区内，最终实现了对生鲜包的自动抓取分拣，以代替人工手动根据订单将生鲜包放置在对应的分拣区内，省时省力，分拣效率高。

可选的，所述抓取机构包括机械臂和若干柔性夹爪，若干所述柔性夹爪设置在机械臂上且环绕机械臂自由端的周向阵列，所述行走机构上设有用于控制机械臂运动的第一动力组件，所述机械臂上设有用于控制若干柔性夹爪靠近或远离机械臂自由端的第二动力组件，所述控制所述抓取机构按照预设的抓取规则进行抓取作业，包括：

提取所述实际轮廓区域中生鲜包顶面所在平面的中心点；

以所述生鲜包顶面所在平面的中心点为原点建立三维坐标系；

获取所述机械臂自由端中心所在的三维初始坐标点，并以所述三维初始坐标点为起始点，规划所述三维初始坐标点与原点之间的调整路线；

控制所述第一动力组件驱动机械臂按照调整路线运动；

在预设的时间段后，再次获取所述机械臂自由端中心所在的三维更新坐标点，直至所述三维更新坐标点达到所述三维坐标系的Y轴，计算所述三维更新坐标点与原点之间的高度差值；

若所述高度差值位于预设的标准差值范围内，则控制所述第二动力组件驱动若干柔性夹爪抓取生鲜包。

通过采用上述技术方案，将实际轮廓区域中生鲜包所在平面的中心点设置为原点，并以原点建立三维坐标系；获取机械臂自由端中心所在的三维初始坐标点，并将三维初始坐标点设置为起始点，规划三维初始坐标点与原点之间的调整路线，通过控制第一动力组件驱动机械臂按照调整路线运动，以便将机械臂的自由端向生鲜包正上方方向移动；然后在预设的时间段后，系统再次获取机械臂自由端中心所在的三维更新坐标点，直至三维更新坐标点达到三维坐标系的Y轴，则说明机械臂的自由端的中心点达到生鲜包的正上方，然后计算三维更新坐标点与原点之间的高度差值，若高度差值位于预设的标准差值范围内，则说明机械臂的自由端移动至靠近生鲜包的位置，此时控制第二动力组件驱动若干柔性夹爪抓取生鲜包，最终实现了对生鲜包括的自动抓取。

可选的，在所述计算所述三维更新坐标点与原点之间的高度差值之后，还包括：

若所述高度差值位于预设的标准差值范围外，则控制所述第二动力组件驱动机械臂的自由端沿三维坐标系Y轴方向运动，直至所述高度差值位于预设的标准差值范围内。

通过采用上述技术方案，若三维更新坐标点与三维坐标系的原点之间的高度差值位于预设的标准差值范围外，说明机械臂的自由端与生鲜包之间的间距较大，导致柔性夹爪难以抓取到生鲜包，通过控制第二动力组件驱动机械臂的自由端沿三维坐标系Y轴方向运动，以使高度差值位于预设的标准差值范围内，以便机械臂的自由端快速移动至合适高度，便于柔性夹爪抓取生鲜包；且通过第二动力组件驱动机械臂的自由端下移，为机械臂的自由端移动至合适高度的最近路线，有助于避免系统重新规划其他路线，减少了系统运算量，有助于提高对生鲜包的抓取效率。

可选的，所述订单分拣抓取指令还包括设定生鲜名称以及设定生鲜重量，所述抓取机构还包括分别设置在若干柔性夹爪上的压力采集组件，在所述控制所述第二动力组件驱动若干柔性夹爪抓取生鲜包之后，还包括：

实时获取所有所述压力采集组件发送的实际压力信息，所述实际压力信息包括目标柔性夹爪相对于生鲜包的实际受力值；

计算所有所述柔性夹爪的实际受力值之和，得到生鲜包的实际总重量；

判断所述实际总重量与所述设定生鲜重量是否一致；若否，则判定所述柔性夹爪抓取的生鲜包存在夹错的情况；

控制所述第一动力组件和第二动力组件停止作业，并发送与所述柔性夹爪抓取的生鲜包存在夹错情况相关的提醒信息。

通过采用上述技术方案，若干柔性夹爪抓取到生鲜包之后，实时获取每个柔性夹爪上的压力采集组件发送生鲜包位于柔性夹爪上的实际受力值，通过计算所有柔性夹爪的实际受力值之和，以得到生鲜包的实际总重量，若实际总重量与订单分拣抓取指令中的设定生鲜重量不一致，则说明柔性夹爪抓取到的生鲜包存在夹错的情况，此时控制第一动力组件和第二组件停止作业，然后发送与柔性夹爪抓取到的生鲜包存在夹错情况相关的提醒信息至后台管理平台，以便后台管理人员实时获知该情况并及时做出相应的措施，有助于避免影响订单分拣的准确率。

可选的，在所述计算所有所述柔性夹爪的实际受力值之和之前，还包括：

判断所述实际受力值小于预设的标准受力值；若是，控制所述第一动力组件驱动机械臂运动，以使所述柔性夹爪抓取到的生鲜包复位；

发送与所述设定生鲜名称对应的生鲜包存在掉落相关的警报信息；

再次控制所述抓取机构按照预设的抓取规则进行抓取作业。

通过采用上述技术方案，在柔性夹爪抓取到生鲜包之后，若生鲜包内的生鲜产品发生位移，容易导致检测到的其中一个柔性夹爪的实际受力值小于预设的标准受力值，则说明其中一个柔性夹爪没有抓取到生鲜包，进而容易导致其他的柔性夹爪抓取到的生鲜包存在掉落的风险，此时系统控制第一动力组件驱动机械臂运动，以使柔性夹爪抓取到的生鲜包及时复位，以便将生鲜包放置到生鲜框内，有助于避免生鲜包掉落而造成生鲜包内的生鲜品损坏；同时系统发送与设定生鲜名称对应的生鲜包存在掉落相关的警报信息至后台管理平台，便于后台管理人员及时获知情况，此时工作人员可将复位后的生鲜包调整好姿态；最后再次控制抓取机构按照预设的抓取规则对生鲜包进行抓取作业，以便柔性夹爪重新抓取生鲜包，有助于提高对生鲜包的抓取效率。

可选的，所述分拣设备还包括图像采集设备，所述判定所述柔性夹爪抓取的生鲜包存在夹错的情况，包括：

获取所述图像采集设备发送的抓取图像信息，所述抓取图像信息包括生鲜包相位于所述柔性夹爪上的抓取图片；

识别所述抓取图片中的初始生鲜种类特征，所述初始生鲜种类特征包括生鲜包内生鲜产品的颜色、表面纹理以及轮廓的几何结构；

在预设的生鲜名称数据库中调取与所述初始生鲜种类特征对应的标准生鲜名称；

判断所述标准生鲜名称是否与设定生鲜名称一致；若否，则将所述标准生鲜名称设置为更新生鲜名称，并判定所述柔性夹爪抓取的生鲜包存在夹错的情况。

通过采用上述技术方案，若柔性夹爪抓取到的生鲜包存在夹错的情况，获取图像采集设备发送的生鲜包位于柔性夹爪上的抓取图片；若识别到的抓取图片中的初始生鲜种类特征对应的标准生鲜名称与设定生鲜名称不一致，则说明柔性夹爪抓取到的生鲜包存在夹错的情况。

可选的，在所述判定所述柔性夹爪抓取的生鲜包存在夹错的情况之后，还包括：

识别所述初始三维图片中目标生鲜包轮廓区域对应的复核生鲜种类特征；

在预设的生鲜名称数据库中调取与所述复核生鲜种类特征对应的预设生鲜名称；

若所述预设生鲜名称与设定生鲜名称一致，则判定所述分拣框内存在与更新生鲜名称对应的生鲜包放错的情况；

发送与所述分拣框内与给更新生鲜名称对应的生鲜包存在放错情况相关的警示信息。

通过采用上述技术方案，在判定柔性夹爪抓取到的生鲜包存在夹错的情况之后，将标准生鲜名称设置为更新生鲜名称，以便将夹错的生鲜包对应的生鲜名称与分拣框内的其他生鲜名称区分开，然后识别初始三维图片中目标生鲜包轮廓区域对应的复核生鲜种类特征，若与复核生鲜种类特征对应的预设生鲜名称与设定生鲜名称一致，则说明分拣框内存在有与更新生鲜名称对应的生鲜包放错的情况，此时发送与分拣框内与更新生鲜名称对应的生鲜包存在放错情况相关的警示信息至后台管理人员，以便后台管理人员及时获知情况，并将放错的生鲜包放置到正确的分拣框内。

第二方面，本申请提供一种生鲜分拣机器人的分拣抓取系统，采用如下的技术方案：该系统应用于分拣设备，所述分拣设备包括行走机构和用于抓取生鲜包的抓取机构，所述系统包括：

分拣订单接收模块，用于接收用户端发送的订单分拣抓取指令，所述订单分拣抓取指令包括设定分拣区标码；

路线终点获取模块，用于在预设的行进路线数据库中调取与所述设定分拣区标码对应的终点；

路线起点设定模块，用于获取所述行走机构的当前所在位置点，将所述当前所在位置点设置为起点；

行进路线规划模块，用于规划所述起点与终点之间的行进路线，并控制所述行走机构按照行进路线移动至终点；

三维视觉扫描模块，用于获取视觉信息采集设备实时发送的生鲜视觉扫描信息，所述生鲜视觉扫描信息包括若干个生鲜包位于分拣框内的初始三维图片；

轮廓云图生成模块，用于提取所述初始三维图片中的所有生鲜包轮廓区域，并根据所述初始三维图片生成与目标生鲜包轮廓区域对应的实际点云图；

点云高度获取模块，用于分别获取所述初始三维图片中所有实际点云图的平均点云高度，并筛选出所述所述初始三维图片中所有生鲜包轮廓区域中的点云高度最高值对应的实际轮廓区域；

抓取指令发送模块，用于计算所述实际轮廓区域的实际面积值，若所述实际面积值位于预设的标准抓取范围面积值内，则向所述抓取机构发送将实际轮廓区域对应的生鲜包抓取至与设定分拣区标码对应的分拣区的抓取指令；

抓取作业控制模块，用于控制所述抓取机构按照预设的抓取规则进行抓取作业。

通过采用上述技术方案，系统先控制行走机构移动至于设定分拣区标码对应的分拣区，然后控制抓取机构将生鲜包抓取至分拣区内，以实现对生鲜包的自动分拣抓取，进而代替人工手动根据订单将生鲜包放置在对应的分拣区内，省时省力，分拣效率高。

第三方面，本申请提供一种计算机设备，采用如下的技术方案：包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如上所述任一种生鲜分拣机器人的分拣抓取方法的计算机程序。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：存储有能够被处理器加载并执行上述任一种生鲜分拣机器人的分拣抓取方法的计算机程序。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过控制行走机构移动至于设定分拣区标码对应的分拣区，并控制抓取机构将生鲜包抓取至分拣区内，实现了对生鲜包的自动分拣抓取，以代替人工手动根据订单将生鲜包放置在对应的分拣区内，省时省力，分拣效率高；

2.通过第二动力组件驱动机械臂的自由端下移，为机械臂的自由端移动至合适高度的最近路线，有助于避免系统重新规划其他路线，减少了系统运算量，有助于提高对生鲜包的抓取效率；

3.若检测到的柔性夹爪抓取到的生鲜包的实际总重量与订单分拣抓取指令中的设定生鲜重量不一致，则说明柔性夹爪抓取到的生鲜包存在夹错的情况，进而通过控制第一动力组件和第二组件停止作业，然后发送与柔性夹爪抓取到的生鲜包存在夹错情况相关的提醒信息至后台管理平台，以便后台管理人员实时获知该情况并及时做出相应的措施，有助于避免影响订单分拣的准确率。

附图说明

图1是本申请实施例中生鲜分拣机器人的分拣抓取方法的流程图。

图2是本申请实施例中生鲜分拣机器人的分拣抓取系统的结构框图。

附图标记说明：201、分拣订单接收模块；202、路线终点获取模块；203、路线起点设定模块；204、行进路线规划模块；205、三维视觉扫描模块；206、轮廓云图生成模块；207、点云高度获取模块；208、抓取指令发送模块；209、抓取作业控制模块。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种生鲜分拣机器人的分拣抓取方法，该方法基于分拣设备，分拣设备以生鲜分拣机器人为例，生鲜分拣机器人主要包括行走机构和抓取机构，行走机构上设置有分拣框，分拣框内存放有若干个同一品类的生鲜包，生鲜包可以为网线或网兜，生鲜包内装有生鲜品。

正常情况下，生鲜仓库中设置有后台管理系统、后台管理平台、若干个生鲜分拣机器人以及若干个分拣区，若干个生鲜分拣机器人分别与若干个分拣区一一对应，本实施例中，若干个分拣区均设定有对应的标码，举例来说，若干个分拣区的设定标码可以为A～Z，后台管理系统用于接收用户端发送的订单信息，并能够将订单信息显示在后台管理平台，且后台管理平台能够控制生鲜分拣机器人根据订单信息移动至合适位置对生鲜包进行抓取作业。

其中，每个分拣区分别对应每个下级仓储，下级仓储具体可以为街道提取货/小区提货点；在后台管理系统接收到用户端发送的订单后，工作人员预先会根据订单需要将同一品类的生鲜包分拣放置在分拣框内，因此每个分拣框内的生鲜包装载的生鲜品均为同一品类，然后后台管理系统控制生鲜分拣机器人移动至合适位置进行对生鲜包的抓取作业，另外，本实施例中的分拣区具体可以采用收集框，收集框可以采用泡沫箱，有助于避免生鲜分拣机器人将抓取到的生鲜品放入收集框内的同时出现损坏的情况，泡沫箱起到防护的作用。

如图1所示，该方法包括以下步骤：

S101，接收用户端发送的订单分拣抓取指令。

具体来说，用户端可以为平板、手机、电脑等移动设备，后台管理系统可以关联有生鲜超市APP，用户可以通过手机在生鲜超市APP选择所需要的生鲜产品。当用户完成下单操作并成功付款后，后台管理系统可以接收到用户端发送的订单分拣抓取指令并显示在后台管理平台，订单分拣抓取指令具体可以包括设定生鲜名称、设定生鲜重量和设定分拣区标码，此时用户可以通过后台管理平台查看订单分拣抓取指令，并根据订单分拣抓取指令中的设定生鲜名称、设定生鲜重量来配货；最终根据设定分拣区标码，以便将打包好的生鲜包放置到对应的生鲜分拣机器人的分拣框内。

S102，在预设的行进路线数据库中调取与设定分拣区标码对应的终点。

具体来说，后台管理系统内预先建立有行进路线数据库，行进路线数据库中存储有与每个分拣区标码对应的终点；本实施例中的终点可以为坐标点的形式体现，假设订单抓取指令中的设定分拣区标码为A，行进路线数据库中与设定分拣区标码为A对应的终点坐标为（x,y）。

S103，获取行走机构的当前所在位置点，并将当前所在位置点设置为起点。

具体来说，行走机构上设置有位置传感器，位置传感器能够实时检测行走机构当前所在位置；当系统向位置传感器发送检测指令后，位置传感器接收到检测指令后实时检测行走机构当前所在位置并将检测结果回传至系统，系统接收到检测结果进行数据处理，以得到行走机构的当前所在位置点，本实施例中，当前所在位置点也采用坐标点的形式；然后系统将处理得到的当前所在位置点设置为起点。

S104，在预设的行进路线数据库中调取起点与终点之间的行进路线，并控制行走机构按照行进路线移动至终点。

具体来说，行进路线数据库中预先存储有生鲜仓库内的地形图，地形图上划分有若干个左边点，行进路线数据库中存储有任意两个坐标点之间的行进路线，进而系统获取到起点坐标和终点坐标后，能够在预设的行进路线数据库中调取对应的行进路线，然后系统控制行走机构按照行进路线移动至终点位置，以便将分拣机器人上的分拣框移动至于设定分拣区标码对应的位置，便于抓取机构将分拣框内的生鲜包抓取至于设定分拣区标码对应的分拣区。

S105，获取视觉信息采集设备实时发送的生鲜视觉扫描信息。

具体来说，生鲜分拣机器人上设置有视觉信息采集设备，视觉信息采集设备具体可以为三维扫描设备，系统向三维扫描设备发送对分拣框俯视方向拍摄的指令，三维扫描设备接收到指令后对分拣框进行拍摄，得到生鲜视觉扫描信息，并将生鲜视觉扫描信息回传至系统，系统接收到生鲜视觉扫描信息后进行图像处理，生鲜视觉扫描信息包括若干个生鲜包位于分拣框内的初始三维图片。

S106，提取初始三维图片中的所有生鲜包轮廓区域，并根据初始三维图片生成与目标生鲜包轮廓区域对应的实际点云图。

具体来说，系统对初始三维图片进行图像处理，具体的图像处理步骤为，先提取出初始三维图片的中所有生鲜包轮廓区域，然后根据初始三维图片生成与目标生鲜包轮廓区域对应的实际点云图。

S107，分别获取初始三维图片中所有实际点云图的点云高度，并筛选出初始三维图片中所有生鲜包轮廓区域中的点云高度最高值对应的实际轮廓区域。

具体来说，系统生成与目标生鲜包轮廓区域对应的实际点云图之后，系统分别计算并获取初始三维图片中每个实际点云图的点云高度，然后筛选出初始三维图片中所有生鲜包轮廓区域中的点云高度最高值对应的实际轮廓区域。

S108，计算实际轮廓区域的实际面积值，若实际面积值位于预设的标准抓取面积范围值内，则向抓取机构发送将实际轮廓区域对应的生鲜包抓取至与设定分拣区标码对应的分拣区的抓取指令。

具体来说，系统筛选出与点云高度最高值对应的实际轮廓区域之后，计算实际轮廓区域的实际面积值；系统中预先设置有标准抓取面积范围，标准抓取面积范围对应为抓取机构能够抓取物品的正常面积范围，若实际面积值位于预设的标准抓取面积范围内，则说明实际轮廓区域对应的生鲜包在抓取机构能够抓取的范围内，此时系统即可向抓取机构发送将实际轮廓区域对应的生鲜包抓取至于设定分拣区标码对应的分拣区的抓取指令。

S109，控制抓取机构按照预设的抓取规则进行抓取作业。

具体来说，系统内预先设置有抓取机构的抓取规则，抓取机构接收到抓取指令后，系统控制抓取机构按照预设的抓取规则进行抓取作业。

在一个实施例中，抓取机构的具体结构可以采用机械臂和若干柔性夹爪组成，机械臂的一端用于与行走机构相连，行走机构上设有用于控制机械臂运动的第一动力组件，本实施例中，若干柔性夹爪的数量以三个为例，三个柔性夹爪均设置在机械臂的侧壁上且环绕机械臂自由端的周向阵列，机械臂上设有用于控制若干个柔性夹爪靠近或远离机械臂自由端的第二动力组件，当若干柔性夹爪向靠近机械臂自由端方向运动时，若干夹爪可以对生鲜包进行抓取作业；反之，若干柔性夹爪向远离机械臂自由端方向运动时，若干柔性夹爪对生鲜包进行放取作业。

考虑到抓取机构若只抓取到生鲜包的边部，容易造成生鲜包掉落而导致包内的生鲜品损坏的情况，控制抓取机构按照预设的抓取规则进行抓取作业的处理可以如下：

系统筛选出与点云高度最高值对应的实际轮廓区域后，先提取实际轮廓区域中生鲜包顶面所在平面的中心点，并将该生鲜包顶面所在平面的中心点设置为原点（0,0,0），以原点（0,0,0）建立三维坐标系；系统再获取机械臂自由端中心当前所在的三维初始坐标点（x1,y1,z1），并将该三维初始坐标点设置为起始点，来规划三维初始坐标点与原点之间的调整路线。本实施例中，系统中预先建立有预设的路线参考数据库，路线参考数据库中预先存储有任意两个坐标点之间的路线，当系统确定好起始点的坐标和三维坐标系原点的坐标后，能够在预设的路线参考数据库中调取到起始点与三维坐标系的原点之间的预设路线，并将该预设路线设置为调整路线，进而系统即可控制第一动力组件驱动机械臂按照调整路线运动，以便将机械臂的自由端逐渐向靠近起始点位置运动，从而使得柔性夹爪运动至待抓取的生鲜包处。

为了便于若干柔性夹爪抓取生鲜包，在预设的时间段后，预设的时间段以5s为例，系统再控制第一动力组件驱动机械臂按照调整路线运动的5s之后，系统再次获取机械臂自由端中心所在的三维更新坐标点（x2,y2,z2），并判断三维坐标更新点是否到达三维坐标系的Y轴上。假设三维更新坐标点的坐标为（0,8,0），则说明三维坐标更新点到达三维坐标系的Y轴上，此时则计算三维更新坐标点（0,8,0）与原点（0,0）之间的高度差值H，计算得出的高度差值H=8cm。

然后系统判断高度差值H=8cm是否位于预设的标准差值范围内，系统中预先存储有预设的标准差值范围，预设的标准差值范围具体为柔性夹爪能够抓取到生鲜包的情况下时，机械臂的自由端相对于原点的高度范围，本实施例中，预设的高度差值范围可以以7cm～9cm为例，因此系统计算得出的高度差值H=8cm位于预设的高度差值范围可以以7cm～9cm，进而表明机械臂自由端当前所在高度，若干柔性夹爪能够抓取到生鲜包，此时系统控制第二动力组件驱动若干柔性夹爪抓取生鲜包。采用上述步骤，通过快速的将若干柔性夹爪调整至生鲜包中心点上方的合适位置，以便若干柔性夹爪快速有效的抓取到生鲜包，有助于避免柔性夹爪抓取到的生鲜包边部而出现掉落的现象，抓取效率高。

在一个实施例中，考虑到当机械臂自由端中心所在的坐标点到达三维坐标系的Y轴上后，若机械臂自由端中心所在的位置距离生鲜包的距离较远，系统重新规划调整路线，容易增加系统的运算量，延长了调整机械臂自由端位置的时间，降低了抓取效率；在计算三维更新坐标点与原点之间的高度差值之后，还可以执行如下流程：

若系统计算得出的高度差值位于预设的标准差值范围外，则说明机械臂自由端的位置位于生鲜包上方的高度较高，不便于若干柔性夹爪抓取到生鲜包，此时系统控制第二动力组件驱动机械臂的自由端沿三维坐标系Y轴方向直线下移，以降低机械臂的自由端与生鲜包顶面之间的间距，且在机械臂下移的过程中，实时检测并计算机械臂自由端的高度差值，直至高度差值位于预设的标准差值范围内后，系统控制第二动力组件停止作业，以便若干柔性夹爪抓取生鲜包；通过直接控制机械臂的自由端下移，以便快速将机械臂的自由端调整至合适高度，从而有助于避免系统重新规划路线，减少了系统运算量，提高了生鲜抓取效率。

在一个实施例中，考虑到若干柔性夹爪抓错生鲜包而导致订单分拣结果出错的情况，订单分拣抓取指令还包括设定生鲜名称和设定生鲜重力，抓取机构还包括分别设置在若干柔性夹爪上的压力采集组件，压力采集组件具体可以为压力传感器，当若干柔性夹爪抓取到生鲜包后，利用压力传感器能够检测到生鲜包位于柔性夹爪上的重量，在控制第二动力组件驱动若干柔性夹爪抓取生鲜包之后，还可以实施如下步骤：

在若干柔性夹爪抓取到生鲜包之后，系统实时获取所有压力传感器发送的实际压力信息，实际压力信息具体为目标柔性夹爪相对于生鲜包的实际受力值；进而系统计算所有柔性夹爪的实际受力值之和，所有柔性夹爪的实际受力值之和即为生鲜包的实际总重量，继而系统判断实际总重力与设定生鲜重力是否一致；若不一致，则说明若干柔性夹爪抓取到的生鲜包的实际总重量与订单抓取指令中的设定生鲜重量存在误差，则判定柔性夹爪抓取的生鲜包存在夹错的情况；此时系统控制第一动力组件和第二动力组件停止作业，同时发送与柔性夹爪抓取的生鲜包存在夹错情况相关的提醒信息至后台管理平台，以便后台管理人员及时获知柔性夹爪抓取到的生鲜包存在抓错的情况，并及时做出相应的措施。

在一个实施例中，考虑到生鲜包内的生鲜品没有装满时，若干柔性夹爪夹起生鲜包，生鲜包内的生鲜品容易发生位移而导致柔性夹爪存在空夹的情况，在计算所有柔性夹爪的实际受理值之和之前，还可以执行如下步骤：

系统内预先存储有标准受力值，标准受力值具体为柔性夹爪抓取到的物品对应的受力值，本实施例中的标准受力值以1牛顿/平方厘米为例。若干柔性夹爪在抓取生鲜包的同时，每个柔性夹爪上的压力传感器实时检测柔性夹爪的实际受力值并传送至系统，然后系统判断实际受理值是否小于预设的标准受力值。

由于生鲜包一般采用网框或网兜，若生鲜包内的生鲜品没有装满，当生鲜包被若干柔性夹爪抓取到之后，生鲜包内的生鲜品容易发生位移，可能导致其中一个柔性夹爪出现空夹的情况，此时出现空夹情况的柔性夹爪上压力传感器检测到的实际受力值为0牛顿/平方厘米，此时系统获取到空夹情况下的柔性夹爪的实际受力值，进而实际受力值0牛顿/平方厘米小于预设的标准受力值1牛顿/平方厘米，此时系统控制第一动力组件驱动机械臂运动，以使若干柔性夹爪抓取到的生鲜包复位，以便将生鲜包放回分拣框内。然后系统发送与设定生鲜名称对应的生鲜包存在掉落相关的警报信息，以提醒后台管理人员及时获知情况并做出相应的措施；将生鲜包放回到分拣框内后，系统再次控制抓取机构按照预设的抓取规则进行抓取作业，以重新对生鲜包进行抓取作业，有助于避免影响对生鲜包的抓取效率。

在一个实施例中，考虑到分拣人员没有将订单分拣抓取指令中与设定生鲜名称对应的生鲜包分拣到与设定分拣标码对应的分拣框内而导致柔性夹爪夹错生鲜包的情况，分拣设备还包括图像采集设备，图像采集设备具体采用摄像头，摄像头可以设置在机械臂的侧壁上，判定柔性夹爪抓取的生鲜包存在夹错的情况的处理可以如下：

具体来说，系统在判定实际总重量与设定生鲜重量不一致的情况后，说明柔性夹爪抓取到的生鲜包存在夹错的情况，为了验证柔性夹爪是否夹错生鲜包，系统向摄像头发送拍摄生鲜包位于柔性夹爪上图片的指令，摄像头接收到指令后进行拍摄，并将拍摄到的抓取图像信息回传至系统，抓取信息包括生鲜包位于柔性夹爪上的抓取图片；然后系统识别抓取图片中的初始生鲜种类特征，初始生鲜种类特征包括生鲜包内生鲜产品的颜色、表面纹理以及轮廓的几何结构，假设苹果的颜色为红色，表面纹理为鲜红色条纹，轮廓的几何结构为不规则的圆形或椭圆形。

系统中预先建立有生鲜名称数据库，生鲜名称数据库中存储有不同生鲜名称对应生鲜种类特征，当系统识别到抓取图片中的初始生鲜种类特征后，系统能够在预设的生鲜名称数据库中调取与初始生鲜种类特征对应的标准生鲜名称；然后系统判断标准生鲜名称是否与设定生鲜名称一致；若标准生鲜名称与设定生鲜名称不一致，则说明柔性夹爪抓取到的生鲜包对应的生鲜名称与订单分拣抓取指令的设定生鲜名称不一致，因此判定柔性夹爪抓取的生鲜包存在夹错的情况。通过识别抓取图片中的生鲜种类特征，来判断柔性夹爪抓取到的生鲜包是否存在夹错的情况，判断精确性高。

在一个实施例中，考虑到方便分拣人员将放错的生鲜包放置到正确的分拣框内，在判定柔性夹爪抓取的生鲜包存在夹错的情况之后，还可以执行如下步骤：

若系统判定柔性夹爪抓取到的生鲜包存在夹错的情况之后，系统将标准生鲜名称设置为更新生鲜名称，以便将夹错的生鲜包对应的生鲜名称与分拣框内的其他生鲜名称区分开；然后识别初始三维图片中目标生鲜包轮廓区域对应的复核生鲜种类特征；并在预设的生鲜名称数据库中调取与复核生鲜种类特征对应的预设生鲜名称；进而系统判定预设生鲜名称与设定生鲜名称是否一致；若不一致，则判定分拣框内存在与更新生鲜名称对应的生鲜包放错的情况；继而发送与分拣框内与更新生鲜名称对应的生鲜包存在放错情况相关的警示信息，以便后台管理人员及时获知情况，并提醒分拣人员将放错的生鲜包放置到正确的分拣框内。

本申请实施例的实施原理为：系统在接收到用户端发送的订单分拣抓取指令后，在预设的行进路线数据库中调取与设定分拣区标码对应的终点，并设置行走机构当前所在位置点为起点，通过规划起点和终点之间的行进路线，以便控制行走机构根据行进路线移动至设定分拣区标码对应的分拣区，从而便于抓取机构将生鲜框内的生鲜包抓取至分拣区内。

然后系统提取视觉信息采集设备发送的初始三维图片中的所有生鲜包轮廓区域，进而生成与生鲜包轮廓区域对应的实际点云图；再计算并获取初始三维图片中高端所有实际点云图的平均点云高度，并筛选出所有生鲜包轮廓区域中的点云高度最高值对应的实际轮廓区域；若实际轮廓区域的实际面积值位于预设的标准抓取面积范围值之内，则说明抓取机构能够抓取到实际轮廓区域内的生鲜包，此时系统向抓取机构发送抓取指令，并控制抓取机构按照预设的抓取规则进行抓取作业，以便将实际轮廓区域对应的生鲜包抓取至于设定分拣区标码对应的分拣区内，最终实现了对生鲜包的自动抓取分拣，以代替人工手动根据订单将生鲜包放置在对应的分拣区内，省时省力，分拣效率高。

基于上述方法，本申请实施例还公开一种生鲜分拣机器人的分拣抓取系统。

一种生鲜分拣机器人的分拣抓取系统，如图2所示，该系统应用于分拣设备，分拣设备包括行走机构和用于抓取生鲜包的抓取机构，分拣抓取系统包括：

分拣订单接收模块201，用于接收用户端发送的订单分拣抓取指令，订单分拣抓取指令包括设定分拣区标码；

路线终点获取模块202，用于在预设的行进路线数据库中调取与设定分拣区标码对应的终点；

路线起点设定模块203，用于获取行走机构的当前所在位置点，将当前所在位置点设置为起点；

行进路线规划模块204，用于规划起点与终点之间的行进路线，并控制行走机构按照行进路线移动至终点；

三维视觉扫描模块205，用于获取视觉信息采集设备实时发送的生鲜视觉扫描信息，生鲜视觉扫描信息包括若干个生鲜包位于分拣框内的初始三维图片；

轮廓云图生成模块206，用于提取初始三维图片中的所有生鲜包轮廓区域，并根据初始三维图片生成与目标生鲜包轮廓区域对应的实际点云图；

点云高度获取模块207，用于分别获取初始三维图片中所有实际点云图的平均点云高度，并筛选出初始三维图片中所有生鲜包轮廓区域中的点云高度最高值对应的实际轮廓区域；

抓取指令发送模块208，用于计算实际轮廓区域的实际面积值，若实际面积值位于预设的标准抓取面积范围值内，则向抓取机构发送将实际轮廓区域对应的生鲜包抓取至与设定分拣区标码对应的分拣区的抓取指令；

抓取作业控制模块209，用于控制抓取机构按照预设的抓取规则进行抓取作业。

在一个实施例中，抓取作业控制模块209还用于：

提取实际轮廓区域中生鲜包顶面所在平面的中心点；以生鲜包顶面所在平面的中心点为原点建立三维坐标系；获取机械臂自由端中心所在的三维初始坐标点，并以三维初始坐标点为起始点，规划三维初始坐标点与原点之间的调整路线；控制第一动力组件驱动机械臂按照调整路线运动；在预设的时间段后，再次获取机械臂自由端中心所在的三维更新坐标点，直至三维更新坐标点达到三维坐标系的Y轴，计算三维更新坐标点与原点之间的高度差值；若高度差值位于预设的标准差值范围内，则控制第二动力组件驱动若干柔性夹爪抓取生鲜包。

在一个实施例中，抓取作业控制模块209还用于：

若高度差值位于预设的标准差值范围外，则控制第二动力组件驱动机械臂的自由端沿三维坐标系Y轴方向运动，直至高度差值位于预设的标准差值范围内。

在一个实施例中，抓取作业控制模块209还用于：

实时获取所有压力采集组件发送的实际压力信息，实际压力信息包括目标柔性夹爪相对于生鲜包的实际受力值；计算所有柔性夹爪的实际受力值之和，得到生鲜包的实际总重量；判断实际总重量与设定生鲜重量是否一致；若否，则判定柔性夹爪抓取的生鲜包存在夹错的情况；控制第一动力组件和第二动力组件停止作业，并发送与柔性夹爪抓取的生鲜包存在夹错情况相关的提醒信息。

在一个实施例中，抓取作业控制模块209还用于：

判断实际受力值小于预设的标准受力值；若是，控制第一动力组件驱动机械臂运动，以使柔性夹爪抓取到的生鲜包复位；发送与设定生鲜名称对应的生鲜包存在掉落相关的警报信息；再次控制抓取机构按照预设的抓取规则进行抓取作业。

在一个实施例中，抓取作业控制模块209还用于：

获取图像采集设备发送的抓取图像信息，抓取图像信息包括生鲜包位于柔性夹爪上的抓取图片；识别抓取图片中的初始生鲜种类特征，初始生鲜种类特征包括生鲜包内生鲜产品的颜色、表面纹理以及轮廓的几何结构；在预设的生鲜名称数据库中调取与初始生鲜种类特征对应的标准生鲜名称；判断标准生鲜名称是否与设定生鲜名称一致；若否，则判定柔性夹爪抓取的生鲜包存在夹错的情况。

在一个实施例中，抓取作业控制模块209还用于：

将标准生鲜名称设置为更新生鲜名称；识别初始三维图片中目标生鲜包轮廓区域对应的复核生鲜种类特征；在预设的生鲜名称数据库中调取与复核生鲜种类特征对应的预设生鲜名称；若预设生鲜名称与设定生鲜名称一致，则判定分拣框内存在与更新生鲜名称对应的生鲜包放错的情况；发送与分拣框内与更新生鲜名称对应的生鲜包存在放错情况相关的警示信息。

本申请实施例还公开一种计算机设备。

具体来说，该设备包括存储器和处理器，存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述一种生鲜分拣机器人的分拣抓取方法的计算机程序。

本申请实施例还公开一种计算机可读存储介质。

具体来说，该计算机可读存储介质，其存储有能够被处理器加载并执行如上一种生鲜分拣机器人的分拣抓取方法的计算机程序，该计算机可读存储介质例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、随机存取存储器（RandomAccessMemory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生鲜分拣机器人的分拣抓取方法，其特征在于，该方法应用于分拣设备，所述分拣设备包括行走机构和用于抓取生鲜包的抓取机构，所述方法包括：

接收用户端发送的订单分拣抓取指令，所述订单分拣抓取指令包括设定分拣区标码；

在预设的行进路线数据库中调取与所述设定分拣区标码对应的终点；

获取所述行走机构的当前所在位置点，将所述当前所在位置点设置为起点；

在预设的行进路线数据库中调取所述起点与终点之间的行进路线，并控制所述行走机构按照行进路线移动至终点；

获取视觉信息采集设备实时发送的生鲜视觉扫描信息，所述生鲜视觉扫描信息包括若干个生鲜包位于分拣框内的初始三维图片；

提取所述初始三维图片中的所有生鲜包轮廓区域，并根据所述初始三维图片生成与目标生鲜包轮廓区域对应的实际点云图；

分别获取所述初始三维图片中所有实际点云图的点云高度，并筛选出所述初始三维图片中所有生鲜包轮廓区域中的点云高度最高值对应的实际轮廓区域；

计算所述实际轮廓区域的实际面积值，若所述实际面积值位于预设的标准抓取面积范围值内，则向所述抓取机构发送将实际轮廓区域对应的生鲜包抓取至与设定分拣区标码对应的分拣区的抓取指令；

控制所述抓取机构按照预设的抓取规则进行抓取作业。

2.根据权利要求1所述的一种生鲜分拣机器人的分拣抓取方法，其特征在于，所述抓取机构包括机械臂和若干柔性夹爪，若干所述柔性夹爪设置在机械臂上且环绕机械臂自由端的周向阵列，所述行走机构上设有用于控制机械臂运动的第一动力组件，所述机械臂上设有用于控制若干柔性夹爪靠近或远离机械臂自由端的第二动力组件，所述控制所述抓取机构按照预设的抓取规则进行抓取作业，包括：

提取所述实际轮廓区域中生鲜包顶面所在平面的中心点；

以所述生鲜包顶面所在平面的中心点为原点建立三维坐标系；

获取所述机械臂自由端中心所在的三维初始坐标点，并以所述三维初始坐标点为起始点，规划所述三维初始坐标点与原点之间的调整路线；

控制所述第一动力组件驱动机械臂按照调整路线运动；

在预设的时间段后，再次获取所述机械臂自由端中心所在的三维更新坐标点，直至所述三维更新坐标点达到所述三维坐标系的Y轴，计算所述三维更新坐标点与原点之间的高度差值；

若所述高度差值位于预设的标准差值范围内，则控制所述第二动力组件驱动若干柔性夹爪抓取生鲜包。

3.根据权利要求2所述的一种生鲜分拣机器人的分拣抓取方法，其特征在于，在所述计算所述三维更新坐标点与原点之间的高度差值之后，还包括：

若所述高度差值位于预设的标准差值范围外，则控制所述第二动力组件驱动机械臂的自由端沿三维坐标系Y轴方向运动，直至所述高度差值位于预设的标准差值范围内。

4.根据权利要求2所述的一种生鲜分拣机器人的分拣抓取方法，其特征在于，所述订单分拣抓取指令还包括设定生鲜名称以及设定生鲜重量，所述抓取机构还包括分别设置在若干柔性夹爪上的压力采集组件，在所述控制所述第二动力组件驱动若干柔性夹爪抓取生鲜包之后，还包括：

实时获取所有所述压力采集组件发送的实际压力信息，所述实际压力信息包括目标柔性夹爪相对于生鲜包的实际受力值；

计算所有所述柔性夹爪的实际受力值之和，得到生鲜包的实际总重量；

判断所述实际总重量与所述设定生鲜重量是否一致；若否，则判定所述柔性夹爪抓取的生鲜包存在夹错的情况；

控制所述第一动力组件和第二动力组件停止作业，并发送与所述柔性夹爪抓取的生鲜包存在夹错情况相关的提醒信息。

5.根据权利要求4所述的一种生鲜分拣机器人的分拣抓取方法，其特征在于，在所述计算所有所述柔性夹爪的实际受力值之和之前，还包括：

判断所述实际受力值小于预设的标准受力值；若是，控制所述第一动力组件驱动机械臂运动，以使所述柔性夹爪抓取到的生鲜包复位；

发送与所述设定生鲜名称对应的生鲜包存在掉落相关的警报信息；

再次控制所述抓取机构按照预设的抓取规则进行抓取作业。

6.根据权利要求4所述的一种生鲜分拣机器人的分拣抓取方法，其特征在于，所述分拣设备还包括图像采集设备，所述判定所述柔性夹爪抓取的生鲜包存在夹错的情况，包括：

获取所述图像采集设备发送的抓取图像信息，所述抓取图像信息包括生鲜包位于所述柔性夹爪上的抓取图片；

识别所述抓取图片中的初始生鲜种类特征，所述初始生鲜种类特征包括生鲜包内生鲜产品的颜色、表面纹理以及轮廓的几何结构；

在预设的生鲜名称数据库中调取与所述初始生鲜种类特征对应的标准生鲜名称；

判断所述标准生鲜名称是否与设定生鲜名称一致；若否，则判定所述柔性夹爪抓取的生鲜包存在夹错的情况。

7.根据权利要求6所述的一种生鲜分拣机器人的分拣抓取方法，其特征在于，在所述判定所述柔性夹爪抓取的生鲜包存在夹错的情况之后，还包括：

将所述标准生鲜名称设置为更新生鲜名称；

识别所述初始三维图片中目标生鲜包轮廓区域对应的复核生鲜种类特征；

在预设的生鲜名称数据库中调取与所述复核生鲜种类特征对应的预设生鲜名称；

若所述预设生鲜名称与设定生鲜名称一致，则判定所述分拣框内存在与更新生鲜名称对应的生鲜包放错的情况；

发送与所述分拣框内与更新生鲜名称对应的生鲜包存在放错情况相关的警示信息。

8.一种生鲜分拣机器人的分拣抓取系统，其特征在于，该系统应用于分拣设备，所述分拣设备包括行走机构和用于抓取生鲜包的抓取机构，所述系统包括：

分拣订单接收模块（201），用于接收用户端发送的订单分拣抓取指令，所述订单分拣抓取指令包括设定分拣区标码；

路线终点获取模块（202），用于在预设的行进路线数据库中调取与所述设定分拣区标码对应的终点；

路线起点设定模块（203），用于获取所述行走机构的当前所在位置点，将所述当前所在位置点设置为起点；

行进路线规划模块（204），用于规划所述起点与终点之间的行进路线，并控制所述行走机构按照行进路线移动至终点；

三维视觉扫描模块（205），用于获取视觉信息采集设备实时发送的生鲜视觉扫描信息，所述生鲜视觉扫描信息包括若干个生鲜包位于分拣框内的初始三维图片；

轮廓云图生成模块（206），用于提取所述初始三维图片中的所有生鲜包轮廓区域，并根据所述初始三维图片生成与目标生鲜包轮廓区域对应的实际点云图；

点云高度获取模块（207），用于分别获取所述初始三维图片中所有实际点云图的平均点云高度，并筛选出所述所述初始三维图片中所有生鲜包轮廓区域中的点云高度最高值对应的实际轮廓区域；

抓取指令发送模块（208），用于计算所述实际轮廓区域的实际面积值，若所述实际面积值位于预设的标准抓取面积范围值内，则向所述抓取机构发送将实际轮廓区域对应的生鲜包抓取至与设定分拣区标码对应的分拣区的抓取指令；

抓取作业控制模块（209），用于控制所述抓取机构按照预设的抓取规则进行抓取作业。

9.一种计算机设备，其特征在于：包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种生鲜分拣机器人的分拣抓取方法的计算机程序。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种生鲜分拣机器人的分拣抓取方法的计算机程序。

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