一种基于主动视觉定位的服务机器人抓取系统的制作方法

本发明涉及机器人领域，特别是涉及一种基于主动视觉定位的服务机器人抓取系统及其方法。

背景技术：

服务机器人是智能化机器人的一种，用以在日常生活中减少人力劳动，其服务范围大多出现在家庭、饭店和医院中，而对目标物体的定位和抓取是服务机器人功能中的重要组成部分。在对目标物体的定位方面，由于目标的外观多样性、几何变换、光照的变化、遮挡、低分辨率以及噪声等问题所带来的困难，使得在现实生活中对目标物体定位的实际任务变得非常具有挑战性，存在很多理论与技术问题需要解决。而在目标物体的抓取方面，现阶段的服务机器人虽然已经初步实现了目标物体抓取，但存在精度低，速度慢等弊端，尤其是对于较低空间范围内的物体，由于摄像头无法观测而无法进行抓取。

因此，在服务机器人对目标物体进行定位抓取任务方面，尤其是目标物体三维信息不完全、不清晰或目标物体处于摄像头观测盲区的较低空间范围时，亟需一种新型的技术方案来解决这一问题。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种基于主动视觉定位的服务机器人抓取系统，通过改变云台转动角度使摄像头可进行大范围图像采集，克服现有技术对较低空间范围内物体无法抓取的问题，通过目标物体定位软件中一系列图像处理技术，克服现有技术对三维信息不完全、不清晰的目标物体较难识别的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于主动视觉定位的服务机器人抓取系统，其包括可移动服务机器人本体、云台、摄像头、三指手爪、计算机以及目标物体定位软件，所述的目标物体定位软件包括图像采集模块、图像处理模块、特征提取模块、模式识别模块以及目标物体定位模块；其中，在可移动服务机器人本体上方设有云台，在云台上方夹持有摄像头，三指手爪固定在可移动服务机器人本体的第三段机械臂末端，在可移动服务机器人本体旁设有计算机，计算机中安装有目标物体定位软件；可移动服务机器人本体通过电线与计算机相连，云台通过电线与计算机相连，摄像头通过电线与计算机相连，三指手爪通过电线与计算机相连，通过改变云台转动角度，从而利用摄像头进行大范围图像实时采集并传入计算机中，再由计算机中的目标物体定位软件根据实时传入的图像进行目标物体识别和定位，通过对目标物体的定位，由计算机控制可移动服务机器人本体的三段机械臂运动至目标物体处，并控制三指手爪对目标物体进行抓取。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

现有的服务机器人视觉定位抓取技术，虽然可以一定程度上对目标物体进行抓取，但对于放置在较低空间范围内的物体，由于摄像头扫描不到而无法抓取。

本发明通过改变云台转动角度使摄像头可进行大范围图像实时采集，通过图像处理模块对摄像头采集到的图像进行处理，通过特征提取模块提取图像特征，通过模式识别模块实现对目标物体的识别，通过目标物体定位模块实现对目标物体位置估计，基于此，可实现对目标物体的抓取，并能有效对较低空间范围内的物体进行抓取。

附图说明

图1是基于主动视觉定位的服务机器人抓取系统结构示意图；

图2是目标物体定位软件内部模块连接框图；

图1中，1.可移动服务机器人本体；2.云台；3.摄像头；4.三指手爪；5.计算机；6.目标物体定位软件。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1所示，一种基于主动视觉定位的服务机器人抓取系统：

其包括可移动服务机器人本体1、云台2、摄像头3、三指手爪4、计算机5以及目标物体定位软件6，所述的目标物体定位软件6包括图像采集模块、图像处理模块、特征提取模块、模式识别模块以及目标物体定位模块；其中，在可移动服务机器人本体1上方设有云台2，在云台2上方夹持有摄像头3，三指手爪4固定在可移动服务机器人本体1的第三段机械臂末端，在可移动服务机器人本体1旁设有计算机5，计算机5中安装有目标物体定位软件6；可移动服务机器人本体1通过电线与计算机5相连，云台2通过电线与计算机5相连，摄像头3通过电线与计算机5相连，三指手爪4通过电线与计算机5相连，通过改变云台2转动角度，从而利用摄像头3进行大范围图像实时采集并传入计算机5中，再由计算机5中的目标物体定位软件6根据实时传入的图像进行目标物体识别和定位，通过对目标物体的定位，由计算机5控制可移动服务机器人本体1的三段机械臂运动至目标物体处，并控制三指手爪4对目标物体进行抓取。

实施例2

如图2所示，本发明中目标物体定位软件，其包括图像采集模块、图像处理模块、特征提取模块、模式识别模块以及目标物体定位模块。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于主动视觉定位的服务机器人抓取系统，涉及机器人领域，本系统包括可移动服务机器人本体、云台、摄像头、三指手爪、计算机以及目标物体定位软件，本系统通过改变云台转动角度，从而利用摄像头进行大范围图像实时采集并传入计算机中，再由计算机中的目标物体定位软件根据实时传入的图像进行目标物体识别和定位，通过对目标物体的定位，由计算机控制可移动服务机器人本体的三段机械臂运动至目标物体处，并控制三指手爪对目标物体进行抓取，本发明能用于服务机器人对目标物体的定位和抓取，特别是能够实现对三维信息不完全、不清晰或处于摄像头观测盲区的较低空间范围内的目标物体进行定位和抓取。

技术研发人员：邓海啸
受保护的技术使用者：南京金快快无人机有限公司
技术研发日：2017.06.02
技术公布日：2017.10.10