一种基于云信息库的服务机器人抓取系统及其控制方法与流程

本发明涉及机器人抓取控制系统技术领域，具体为一种基于云信息库的服务机器人抓取系统及其控制方法。

背景技术：

机器人手臂大量运用与工业生产，大大提高了产业效率，节约了资源。仿人服务机器人也在特殊行业得到很大发展，对于服务机器人的运用来说，其抓取识别系统是主要关键。基本原理是通过射频信号获得物体信息与抓取位置控制机械手臂内的伺服电机去完成抓取动作。然而自主模式不仅对系统软件条件要求较高，而且对硬件要求非常高，需要大量的传感器与控制器，不仅增加了单个服务机器人的成本，而且系统稳定新、快速响应新较差；预存模式由于自身限制，只能完成一定量的特定抓取任务，无法适应服务机器人广泛应用的前景,而且现有的抓取系统没有根据视觉识别系统，无法做到在进行抓取前刚好移动到可以识别到射频信号的位置，针对上述问题，特提出一种基于云信息库的服务机器人抓取系统及其控制方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于云信息库的服务机器人抓取系统及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于云信息库的服务机器人抓取系统，包括被抓取物品和服务机器人，所述服务机器人上安装有射频信号接收装置，所述被抓取物品上设有被抓取物品信息二维码，所述服务机器人上还安装有视觉识别系统、服务处理控制中心电子控制单元、存储单元、抓取策略下载端口和服务机器人伺服电机，且射频信号接收装置视觉识别系统、存储单元、抓取策略下载端口和服务机器人伺服电机均通过电导体与服务处理控制中心电子控制单元连接，所述抓取策略下载单元通过无线信号连接到云信息库中心。

优选的，所述视觉识别系统包括依次电连接的摄像单元、CCD传感单元、图像预处理单元、图像分割单元和图像边缘检测单元，其中：

所述摄像单元为高清摄像头，用于拍摄被抓取物品；

所述CCD传感单元将所述摄像单元拍摄到的图像转变为模拟信号，并且将模拟信号输送至所述图像预处理单元中；

所述图像预处理单元用于对图像进行校正和过滤等图像预处理；

所述图像分割单元用于把图像划分成若干互不交迭区域的集合；

所述图像边缘检测单元用于检测图像的边缘位置。

优选的，所述图像预处理单元包括灰度线性变换单元、直方图均衡化单元和图像平滑处理单元，其中：

所述灰度线性变换单元把图像的灰度范围拉开，使得图像对比扩展，亮得越亮，暗的越暗，图像变得更清晰，特征更明显，从而到达增强对比度的目的；

所述直方图均衡化单元把给定图像的直方图分布改造成均匀直方图分布。由信息学的理论来解释，具有最大嫡的图像为均衡化图像；

所述图像平滑处理单元用像素点邻域灰度值来代替该像素点灰度值，它可用来抑制图像中的噪声而不使边缘模糊。

优选的，所述射频信号接收装置位于所述服务机器人的抓取手臂的下方。

一种基于云信息库的服务机器人抓取系统的控制方法，当被抓取物品进入服务机器人服务范围时，所述服务机器人能够根据不同情况自适应抓取。

优选的，所述基于云信息库的服务机器人抓取系统的控制方法包括以下具体情况和步骤：

(1)当有被抓取物品进入服务机器人服务范围时，通过视觉识别系统对被抓取物品的位置以及形状进行判定进行，并且通过所述服务器处理控制中心电子控制单元控制所述服务机器人的抓取手臂伸向被抓取物品；

(2)所述服务机器人身体上的射频信号接收装置收到来自被抓取物品信息二维码中的射频信息，计算出被抓取产品信息的信号；

(3)服务处理控制中心电子控制单元根据所述被抓取产品信息通过所述抓取策略下载单元从云信息库中心下载抓取策略；

(4)根据下载的抓取策略，结合服务机器人内部电机控制策略，自适应地制定出对应的抓取控制策略，产生抓取命令；

(5)当服务机器人伺服电机获得抓取服务命令时即可提供抓取服务，实现自适应抓取控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：针对服务机器人抓取系统的识别认知功能，提出一种基于云信息库的服务机器人抓取系统，通过视觉识别系统，可以更好的进行射频信息的识别，并依其任务多变性、不确定性设计了多功能柔性自适应抓取策略，实现了服务机器人与产品的交互，在提高服务机器人的动态适应性与响应稳定性，自适应地完成多样不确定性的抓取任务的同时，减小了单个服务机器人的软硬件要求，降低了单个成本。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明中视觉识别系统的结构框图。

具体实施方式

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。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种基于云信息库的服务机器人抓取系统，包括被抓取物品和服务机器人，所述服务机器人上安装有射频信号接收装置，所述被抓取物品上设有被抓取物品信息二维码，所述服务机器人上还安装有视觉识别系统、服务处理控制中心电子控制单元、存储单元、抓取策略下载端口和服务机器人伺服电机，且射频信号接收装置视觉识别系统、存储单元、抓取策略下载端口和服务机器人伺服电机均通过电导体与服务处理控制中心电子控制单元连接，所述抓取策略下载单元通过无线信号连接到云信息库中心，所述视觉识别系统包括依次电连接的摄像单元、CCD传感单元、图像预处理单元、图像分割单元和图像边缘检测单元，其中：所述摄像单元为高清摄像头，用于拍摄被抓取物品；所述CCD传感单元将所述摄像单元拍摄到的图像转变为模拟信号，并且将模拟信号输送至所述图像预处理单元中；所述图像预处理单元用于对图像进行校正和过滤等图像预处理；所述图像分割单元用于把图像划分成若干互不交迭区域的集合；所述图像边缘检测单元用于检测图像的边缘位置，所述图像预处理单元包括灰度线性变换单元、直方图均衡化单元和图像平滑处理单元，其中：所述灰度线性变换单元把图像的灰度范围拉开，使得图像对比扩展，亮得越亮，暗的越暗，图像变得更清晰，特征更明显，从而到达增强对比度的目的；所述直方图均衡化单元把给定图像的直方图分布改造成均匀直方图分布，由信息学的理论来解释，具有最大嫡的图像为均衡化图像；所述图像平滑处理单元用像素点邻域灰度值来代替该像素点灰度值，它可用来抑制图像中的噪声而不使边缘模糊，所述射频信号接收装置位于所述服务机器人的抓取手臂的下方。

一种基于云信息库的服务机器人抓取系统的控制方法，当被抓取物品进入服务机器人服务范围时，所述服务机器人能够根据不同情况自适应抓取，所述基于云信息库的服务机器人抓取系统的控制方法包括以下具体情况和步骤：当有被抓取物品进入服务机器人服务范围时，通过视觉识别系统对被抓取物品的位置以及形状进行判定进行，并且通过所述服务器处理控制中心电子控制单元控制所述服务机器人的抓取手臂伸向被抓取物品；所述服务机器人身体上的射频信号接收装置收到来自被抓取物品信息二维码发出的被抓取产品信息的信号；服务处理控制中心电子控制单元根据所述被抓取产品信息通过所述抓取策略下载单元从云信息库中心下载抓取策略；根据下载的抓取策略，结合服务机器人内部电机控制策略，自适应地制定出对应的抓取控制策略，产生抓取命令；当服务机器人伺服电机获得抓取服务命令时即可提供抓取服务，实现自适应抓取控制。

工作原理：当有产品进入服务机器人服务范围时，通过视觉识别系统对被抓取物品的位置以及形状进行判定进行，首先摄像单元拍摄被抓取物品，再通过CCD传感单元将摄像单元拍摄到的图像转变为模拟信号，并且将模拟信号输送至图像预处理单元中，图像预处理单元用于对图像进行校正和过滤等图像预处理，图像分割单元用于把图像划分成若干互不交迭区域的集合，图像边缘检测单元用于检测图像的边缘位置，灰度线性变换单元把图像的灰度范围拉开，使得图像对比扩展，亮得越亮，暗的越暗，图像变得更清晰，特征更明显，从而到达增强对比度的目的，直方图均衡化单元把给定图像的直方图分布改造成均匀直方图分布，由信息学的理论来解释，具有最大嫡的图像为均衡化图像，图像平滑处理单元用像素点邻域灰度值来代替该像素点灰度值，它可用来抑制图像中的噪声而不使边缘模糊，并且通过服务器处理控制中心电子控制单元控制服务机器人的抓取手臂伸向被抓取物品，服务机器人身体上的射频信号接收装置收到来自被抓取物品信息二维码中的射频信息，计算出被抓取产品信息的信号，服务处理控制中心电子控制单元根据被抓取产品信息通过抓取策略下载单元从云信息库中心下载抓取策略，根据下载的抓取策略，并且将下载过的住区策略存入到储存单元中，再结合服务机器人内部电机控制策略，自适应地制定出对应的抓取控制策略，产生抓取命令，当服务机器人伺服电机获得抓取服务命令时即可提供抓取服务，实现自适应抓取控制。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。