本發明屬于計算機技術領域，尤其涉及一種物體抓取設備的物體抓取方法、裝置及物體抓取設備。

背景技術：

現有的通過機械臂進行物體抓取的設備上通常只安裝有一個視覺傳感器。當視覺傳感器安裝在機械臂上時，視覺傳感器獲取物體在傳感器坐標系下的坐標，然后機械臂根據物體的坐標進行下一步抓取動作，缺點是視場小，當物體不在傳感器視場范圍時無法定位物體。當視覺傳感器安裝在設備基座上的相對固定位置時，視覺傳感器獲取物體在傳感器坐標系下的坐標，然后機械臂根據物體的坐標進行下一步抓取動作，缺點是當機械臂進行抓取時機械臂會遮擋傳感器視場，若物體與傳感器相對位置發生變化時無法快速準確地重新定位。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種物體抓取設備的物體抓取方法、裝置及物體抓取設備，旨在解決現有技術難以快速準確地通過機械臂抓取物體，導致用戶通過機械臂抓取物體的效率不高的問題。

一方面，本發明提供了一種物體抓取設備的物體抓取方法，所述方法包括下述步驟：

通過物體抓取設備基座上的第一視覺傳感器獲取所述基座前方視場范圍內物體的圖像與位置信息，并向用戶輸出所述獲取到的圖像；

接收所述用戶輸入的待抓取物體，獲取所述待抓取物體的位置信息，根據所述待抓取物體的位置信息移動所述物體抓取設備上的機械臂，以使所述機械臂末端夾持器移動到所述待抓取物體的抓取范圍內；

當所述待抓取物體處于所述機械臂的可抓取視場范圍內時，通過所述機械臂上的第二視覺傳感器獲取所述待抓取物體的圖像和位置信息；

根據所述第二視覺傳感器獲取到的位置信息移動所述機械臂，通過所述機械臂末端夾持器抓取所述待抓取物體。

另一方面，本發明提供了一種物體抓取設備的物體抓取裝置，所述裝置包括：

圖像輸出單元，用于通過物體抓取設備基座上的第一視覺傳感器獲取所述基座前方視場范圍內物體的圖像與位置信息，并向用戶輸出所述獲取到的圖像；

機械臂移動單元，用于接收所述用戶輸入的待抓取物體，獲取所述待抓取物體的位置信息，根據所述待抓取物體的位置信息移動所述物體抓取設備上的機械臂，以使所述機械臂末端夾持器移動到所述待抓取物體的抓取范圍內；

第一獲取單元，用于當所述待抓取物體處于所述機械臂的可抓取視場范圍內時，通過所述機械臂上的第二視覺傳感器獲取所述待抓取物體的圖像和位置信息；以及

機械臂抓取單元，用于根據所述第二視覺傳感器獲取到的位置信息移動所述機械臂，通過所述機械臂末端夾持器抓取所述待抓取物體。

另一方面，本發明提供了一種物體抓取設備，所述物體抓取設備包括設置在物體抓取設備基座上的第一視覺傳感器、控制器、機械臂、設置在機械臂上的第二視覺傳感器，其中：

所述第一視覺傳感器用于獲取所述基座前方視場范圍內物體的圖像與位置信息；

所述控制器用于獲取用戶輸入的待抓取物體的位置信息，根據所述待抓取物體的位置信息移動所述物體抓取設備上的機械臂，以使所述機械臂末端夾持器移動到所述待抓取物體的抓取范圍內；

所述第二視覺傳感器用于當所述待抓取物體處于所述機械臂的可抓取視場范圍內時，獲取所述待抓取物體的圖像和位置信息；

所述機械臂用于根據所述第二視覺傳感器獲取到的位置信息抓取所述待抓取物體。

本發明通過物體抓取設備基座上的第一視覺傳感器獲取基座前方視場范圍內物體的圖像與位置信息，并向用戶輸出獲取到的圖像，接收用戶輸入的待抓取物體，獲取待抓取物體的位置信息，根據待抓取物體的位置信息移動物體抓取設備上的機械臂，以使機械臂末端夾持器移動到待抓取物體的抓取范圍內，當待抓取物體處于機械臂的可抓取視場范圍內時，通過機械臂上的第二視覺傳感器獲取待抓取物體的圖像和位置信息，根據第二視覺傳感器獲取到的位置信息移動機械臂，通過機械臂末端夾持器抓取待抓取物體，從而提高了通過機械臂抓取物體的準確性，進而提高抓取效率。

附圖說明

圖1是本發明實施例一提供的物體抓取設備的物體抓取方法的實現流程圖；

圖2是帶有機械臂的輪椅的結構示意圖；

圖3是本發明實施例二提供的物體抓取設備的物體抓取方法的實現流程圖；

圖4是本發明實施例三提供的物體抓取設備的物體抓取裝置的結構示意圖；

圖5是本發明實施例四提供的物體抓取設備的物體抓取裝置的結構示意圖；以及

圖6是本發明實施例五提供的物體抓取設備的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

以下結合具體實施例對本發明的具體實現進行詳細描述：

實施例一：

圖1示出了本發明實施例一提供的物體抓取設備的物體抓取方法的實現流程，為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分，詳述如下：

在步驟s101中，通過物體抓取設備基座上的第一視覺傳感器獲取基座前方視場范圍內物體的圖像與位置信息，并向用戶輸出獲取到的圖像。

本發明實施例適用于設置有機械臂的物體抓取設備，尤其適用于可抓取物體的帶機械臂輪椅。作為示例地，如圖2所示，圖中示出了帶有機械臂的輪椅，其中，21表示輪椅的基座，22表示輪椅基座上的第一視覺傳感器，該視覺傳感器通過支架固定在基座上，23表示機械臂上的第二視覺傳感器，24表示輪椅的機械臂。

在本發明實施例中，在物體抓取設備的基座上設置第一視覺傳感器，在物體抓取設備的機械臂上設置第二視覺傳感器，第一視覺傳感器和第二視覺傳感器為視覺深度傳感器。當用戶需要機械臂抓取物體時，通過第一視覺傳感器獲取基座前方視場范圍內物體的圖像與位置信息，以獲取基座前方視場范圍內物體的分布狀況。

在本發明實施例中，在獲取到基座前方視場范圍內物體的圖像與位置信息之后，向用戶輸出獲取到的圖像，以方便用戶獲取基座前方視場范圍內物體的分布狀況，從而方便用戶根據需求從前方視場范圍內的物體中選擇待抓取物體。具體地，在向用戶輸出獲取到的圖像時，可以通過物體抓取設備自帶的顯示屏幕向用戶輸出，也可以通過與物體抓取設備連接的移動終端向用戶輸出，從而優化了向用戶輸出圖像的過程。

在步驟s102中，接收用戶輸入的待抓取物體，獲取待抓取物體的位置信息，根據待抓取物體的位置信息移動物體抓取設備上的機械臂，以使機械臂末端夾持器移動到待抓取物體的抓取范圍內。

在本發明實施例中，在用戶選擇了待抓取物體之后，根據用戶輸入的待抓取物體，獲取第一視覺傳感器提供的待抓取物體的位置信息，根據第一視覺傳感器提供的待抓取物體的位置信息移動機械臂，以使機械臂末端夾持器移動到待抓取物體的抓取范圍內，從而方便機械臂末端的夾持器抓取用戶需要的物體。

在步驟s103中，當待抓取物體處于機械臂的可抓取視場范圍內時，通過機械臂上的第二視覺傳感器獲取待抓取物體的圖像和位置信息。

在本發明實施例中，通過第二視覺傳感器判斷待抓取物體是否處于可抓取視場范圍內，如果待抓取物體處于機械臂的可抓取視場范圍內，則通過第二視覺傳感器獲取待抓取物體的圖像和位置信息，以得到待抓取物體的當前位置，從而提高抓取物體的準確性。優選地，在第二視覺傳感器獲取到待抓取物體的圖像后，將獲取到的圖像向用戶輸出，以確認抓取物體，進而提高抓取物體的準確性。

在步驟s104中，根據第二視覺傳感器獲取到的位置信息移動機械臂，通過機械臂末端夾持器抓取待抓取物體。

在本發明實施例中，在第二視覺傳感器獲取到待抓取物體的位置后，根據待抓取物體的位置移動機械臂，以通過機械臂末端夾持器抓取待抓取物體，從而提高通過機械臂抓取物體的效率。

實施例二：

圖3示出了本發明實施例二提供的物體抓取設備的物體抓取方法的實現流程，為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分，詳述如下：

在步驟s301中，通過物體抓取設備基座上的第一視覺傳感器獲取基座前方視場范圍內物體的圖像以及物體在基座坐標系中的位置坐標。

本發明實施例適用于設置有機械臂的物體抓取設備，尤其適用于可抓取物體的帶機械臂輪椅。在本發明實施例中，在物體抓取設備的基座上設置第一視覺傳感器，在物體抓取設備的機械臂上設置第二視覺傳感器，第一視覺傳感器和第二視覺傳感器為視覺深度傳感器。為了對物體抓取設備基座前方視場范圍內的物體進行定位，根據基座的位置建立基座坐標系，然后通過第一視覺傳感器獲取前方視場范圍內物體的圖像以及對應的物體在基座坐標系中的位置坐標，以準確獲取基座前方視場范圍內物體的分布狀況。

在步驟s302中，接收用戶輸入的待抓取物體，根據待抓取物體在基座坐標系中的位置坐標和基座坐標系與機械臂坐標系之間的轉換關系，計算待抓取物體在機械臂坐標系中的位置坐標。

在本發明實施例中，根據機械臂的位置建立了機械臂坐標系，基座坐標系與機械臂坐標系之間有預先確定的轉換關系，在接收到用戶輸入的待抓取物體之后，獲取第一視覺傳感器提供的待抓取物體在基座坐標系中的位置信息，根據坐標系之間預先確定的轉換關系，計算待抓取物體在機械臂坐標系中的位置坐標，從而方便后續的之前動作的進行。

在步驟s303中，在機械臂坐標系中根據待抓取物體的位置坐標，生成機械臂的運動規劃路線，以使機械臂末端夾持器移動到待抓取物體的抓取范圍內。

在步驟s304中，判斷待抓取物體是否處于可抓取視場范圍內，是則執行步驟s306，否則執行步驟s305。

在步驟s305中，當待抓取物體不處于機械臂的可抓取視場范圍內時，在預設范圍內調節機械臂上的第二視覺傳感器的視角。

在本發明實施例中，如果待抓取物體不處于機械臂的可抓取視場范圍內，則說明待抓取物體可能超出了機械臂的抓取范圍，因此，在預設范圍內調節第二視覺傳感器的視角，以在第二視覺傳感器周圍尋找待抓取物體，從而實現運動物體的快速定位。

優選地，通過運動傳感器獲取待抓取物體的運動參數，根據待抓取物體的運動參數在預設范圍內調節第二視覺傳感器的視角，從而提高對運動物體定位的準確性。

優選地，如果第二視覺傳感器的視角調節不到可抓取待抓取物體的視角范圍內時，向用戶輸出提示信息，以提醒用戶重新輸入待抓取物體。

在步驟s306中，當待抓取物體處于機械臂的可抓取視場范圍內時，通過機械臂上的第二視覺傳感器獲取待抓取物體的圖像和位置信息。

在本發明實施例中，如果待抓取物體處于機械臂的可抓取視場范圍內，則通過第二視覺傳感器獲取待抓取物體的圖像和位置信息，以得到待抓取物體的當前位置，從而提高抓取物體的準確性。優選地，在第二視覺傳感器獲取到待抓取物體的圖像后，將獲取到的圖像向用戶輸出，以確認抓取物體，進而提高抓取物體的準確性。

在步驟s307中，根據第二視覺傳感器獲取到的位置信息移動機械臂，通過機械臂末端夾持器抓取待抓取物體。

在本發明實施例中，在第二視覺傳感器獲取到待抓取物體的位置后，根據待抓取物體的位置移動機械臂，以通過機械臂末端夾持器抓取待抓取物體，從而提高通過機械臂抓取物體的效率。

本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，所述的存儲介質，如rom/ram、磁盤、光盤等。

實施例三：

圖4示出了本發明實施例三提供的物體抓取設備的物體抓取裝置的結構，為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分，其中包括：

圖像輸出單元41，用于通過物體抓取設備基座上的第一視覺傳感器獲取基座前方視場范圍內物體的圖像與位置信息，并向用戶輸出獲取到的圖像。

在本發明實施例中，在物體抓取設備的基座上設置第一視覺傳感器，在物體抓取設備的機械臂上設置第二視覺傳感器，第一視覺傳感器和第二視覺傳感器為視覺深度傳感器。當用戶需要機械臂抓取物體時，第一獲取單元通過第一視覺傳感器獲取基座前方視場范圍內物體的圖像與位置信息，以獲取基座前方視場范圍內物體的分布狀況。

在本發明實施例中，在獲取到基座前方視場范圍內物體的圖像與位置信息之后，圖像輸出單元向用戶輸出獲取到的圖像，以方便用戶獲取基座前方視場范圍內物體的分布狀況，從而方便用戶根據需求從前方視場范圍內的物體中選擇待抓取物體。具體地，在向用戶輸出獲取到的圖像時，可以通過物體抓取設備自帶的顯示屏幕向用戶輸出，也可以通過與物體抓取設備連接的移動終端向用戶輸出，從而優化了向用戶輸出圖像的過程。

機械臂移動單元42，用于接收用戶輸入的待抓取物體，獲取待抓取物體的位置信息，根據待抓取物體的位置信息移動物體抓取設備上的機械臂，以使機械臂末端夾持器移動到待抓取物體的抓取范圍內。

在本發明實施例中，在用戶選擇了待抓取物體之后，機械臂移動單元根據用戶輸入的待抓取物體，獲取第一視覺傳感器提供的待抓取物體的位置信息，根據第一視覺傳感器提供的待抓取物體的位置信息移動機械臂，以使機械臂末端夾持器移動到待抓取物體的抓取范圍內，從而方便機械臂末端的夾持器抓取用戶需要的物體。

第一獲取單元43，用于當待抓取物體處于機械臂的可抓取視場范圍內時，通過機械臂上的第二視覺傳感器獲取待抓取物體的圖像和位置信息。

在本發明實施例中，通過第二視覺傳感器判斷待抓取物體是否處于可抓取視場范圍內，如果待抓取物體處于機械臂的可抓取視場范圍內，則第一獲取單元通過第二視覺傳感器獲取待抓取物體的圖像和位置信息，以得到待抓取物體的當前位置，從而提高抓取物體的準確性。

機械臂抓取單元44，用于根據第二視覺傳感器獲取到的位置信息移動機械臂，通過機械臂末端夾持器抓取待抓取物體。

在本發明實施例中，圖像輸出單元通過物體抓取設備基座上的第一視覺傳感器獲取基座前方視場范圍內物體的圖像與位置信息，并向用戶輸出獲取到的圖像，機械臂移動單元接收用戶輸入的待抓取物體，獲取待抓取物體的位置信息，根據待抓取物體的位置信息移動物體抓取設備上的機械臂，以使機械臂末端夾持器移動到待抓取物體的抓取范圍內，當待抓取物體處于機械臂的可抓取視場范圍內時，第一獲取單元通過第二視覺傳感器獲取待抓取物體的圖像和位置信息，機械臂抓取單元根據第二視覺傳感器獲取到的位置信息移動機械臂，通過機械臂末端夾持器抓取待抓取物體，從而提高了通過機械臂抓取物體的準確性，進而提高抓取效率。

在本發明實施例中，物體抓取設備的物體抓取裝置的各單元可由相應的硬件或軟件單元實現，各單元可以為獨立的軟、硬件單元，也可以集成為一個軟、硬件單元，在此不用以限制本發明。

實施例四：

圖5示出了本發明實施例四提供的物體抓取設備的物體抓取裝置的結構，為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分，其中包括：

圖像輸出單元51，用于通過物體抓取設備基座上的第一視覺傳感器獲取基座前方視場范圍內物體的圖像與位置信息，并向用戶輸出獲取到的圖像。

在本發明實施例中，在物體抓取設備的基座上設置第一視覺傳感器，在物體抓取設備的機械臂上設置第二視覺傳感器，第一視覺傳感器和第二視覺傳感器為視覺深度傳感器。為了對物體抓取設備基座前方視場范圍內的物體進行定位，第一獲取單元根據基座的位置建立基座坐標系，然后通過第一視覺傳感器獲取前方視場范圍內物體的圖像以及對應的物體在基座坐標系中的位置坐標，以準確獲取基座前方視場范圍內物體的分布狀況。

機械臂移動單元52，用于接收用戶輸入的待抓取物體，獲取待抓取物體的位置信息，根據待抓取物體的位置信息移動物體抓取設備上的機械臂，以使機械臂末端夾持器移動到待抓取物體的抓取范圍內。

在本發明實施例中，機械臂移動單元根據待抓取物體的位置信息移動機械臂。優選地，在本發明實施例中，根據機械臂的位置建立了機械臂坐標系，基座坐標系與機械臂坐標系之間有預先確定的轉換關系，在接收到用戶輸入的待抓取物體之后，獲取第一視覺傳感器提供的待抓取物體在基座坐標系中的位置信息，根據坐標系之間預先確定的轉換關系，計算待抓取物體在機械臂坐標系中的位置坐標，從而方便后續的之前動作的進行，然后在機械臂坐標系中根據待抓取物體的位置坐標，生成機械臂的運動規劃路線，以使機械臂末端夾持器移動到待抓取物體的抓取范圍內，從而提高對待抓取物體定位的準確性。

視角調節單元53，用于當待抓取物體不處于機械臂的可抓取視場范圍內時，在預設范圍內調節機械臂上的第二視覺傳感器的視角。

在本發明實施例中，如果待抓取物體不處于機械臂的可抓取視場范圍內，則說明待抓取物體可能超出了機械臂的抓取范圍，因此，視角調節單元在預設范圍內調節第二視覺傳感器的視角，以在第二視覺傳感器周圍尋找待抓取物體，從而實現運動物體的快速定位。

優選地，通過運動傳感器獲取待抓取物體的運動參數，根據待抓取物體的運動參數在預設范圍內調節第二視覺傳感器的視角，從而提高對運動物體定位的準確性。

用戶提示單元54，用于當第二視覺傳感器的視角調節不到可抓取待抓取物體的視角范圍內時，向用戶輸出提示信息，以提醒用戶重新輸入待抓取物體。

第一獲取單元55，用于當待抓取物體處于機械臂的可抓取視場范圍內時，通過機械臂上的第二視覺傳感器獲取待抓取物體的圖像和位置信息。

在本發明實施例中，如果待抓取物體處于機械臂的可抓取視場范圍內，則第一獲取單元通過第二視覺傳感器獲取待抓取物體的圖像和位置信息，以得到待抓取物體的當前位置，從而提高抓取物體的準確性。

機械臂抓取單元56，用于根據第二視覺傳感器獲取到的位置信息移動機械臂，通過機械臂末端夾持器抓取待抓取物體。

在本發明實施例中，在第二視覺傳感器獲取到待抓取物體的位置后，機械臂抓取單元根據待抓取物體的位置移動機械臂，以通過機械臂末端夾持器抓取待抓取物體，從而提高通過機械臂抓取物體的效率。

因此，優選地，該圖像輸出單元51包括：

第二獲取單元511，用于通過基座上的第一視覺傳感器獲取前方視場范圍內物體的圖像與物體在基座坐標系中的位置坐標；

優選地，該機械臂移動單元52包括：

坐標轉換單元521，用于接收用戶輸入的待抓取物體，根據待抓取物體在基座坐標系中的位置坐標和基座坐標系與機械臂坐標系之間的轉換關系，得到待抓取物體在機械臂坐標系中的位置坐標；以及

規劃移動單元522，用于在機械臂坐標系中根據待抓取物體的位置坐標，生成機械臂的運動規劃路線，以使機械臂末端夾持器移動到待抓取物體的抓取范圍內。

在本發明實施例中，物體抓取設備的物體抓取裝置的各單元可由相應的硬件或軟件單元實現，各單元可以為獨立的軟、硬件單元，也可以集成為一個軟、硬件單元，在此不用以限制本發明。

實施例五：

圖6示出了本發明實施例五提供的物體抓取設備的結構，為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分。

在本發明實施例中，提供了一種物體抓取設備6，該物體抓取設備6包括設置在基座上的第一視覺傳感器61、控制器62、設置在機械臂上的第二視覺傳感器63、機械臂64，其中：

該第一視覺傳感器61用于獲取基座前方視場范圍內物體的圖像與位置信息。

在本發明實施例中，在獲取到基座前方視場范圍內物體的圖像與位置信息之后，向用戶輸出獲取到的圖像，以方便用戶獲取基座前方視場范圍內物體的分布狀況，從而方便用戶根據需求從前方視場范圍內的物體中選擇待抓取物體。具體地，在向用戶輸出獲取到的圖像時，可以通過物體抓取設備自帶的顯示屏幕向用戶輸出，也可以通過與物體抓取設備連接的移動終端向用戶輸出，從而優化了向用戶輸出圖像的過程。

該控制器62用于獲取用戶輸入的待抓取物體的位置信息，根據待抓取物體的位置信息移動物體抓取設備上的機械臂64，以使機械臂64末端夾持器移動到待抓取物體的抓取范圍內。

在本發明實施例中，為了對物體抓取設備基座前方視場范圍內的物體進行定位，根據基座的位置建立基座坐標系，然后通過第一視覺傳感器獲取前方視場范圍內物體的圖像以及對應的物體在基座坐標系中的位置坐標，以準確獲取基座前方視場范圍內物體的分布狀況。

在本發明實施例中，根據機械臂的位置建立了機械臂坐標系，基座坐標系與機械臂坐標系之間有預先確定的轉換關系，在接收到用戶輸入的待抓取物體之后，獲取第一視覺傳感器提供的待抓取物體在基座坐標系中的位置信息，根據坐標系之間預先確定的轉換關系，計算待抓取物體在機械臂坐標系中的位置坐標，從而方便后續的之前動作的進行，然后在機械臂坐標系中根據待抓取物體的位置坐標，生成機械臂的運動規劃路線，以使機械臂末端夾持器移動到待抓取物體的抓取范圍內。

該第二視覺傳感器63用于當待抓取物體處于機械臂64的可抓取視場范圍內時，獲取待抓取物體的圖像和位置信息。

在本發明實施例中，如果待抓取物體不處于機械臂的可抓取視場范圍內，則說明待抓取物體可能超出了機械臂的抓取范圍，因此，在預設范圍內調節第二視覺傳感器的視角，以在第二視覺傳感器周圍尋找待抓取物體，從而實現運動物體的快速定位。如果待抓取物體處于機械臂的可抓取視場范圍內，則通過第二視覺傳感器獲取待抓取物體的圖像和位置信息，以得到待抓取物體的當前位置，從而提高抓取物體的準確性。

該機械臂64用于根據第二視覺傳感器63獲取到的位置信息抓取待抓取物體。

在本發明實施例中，在第二視覺傳感器獲取到待抓取物體的位置后，根據待抓取物體的位置移動機械臂，以通過機械臂末端夾持器抓取待抓取物體，從而提高通過機械臂抓取物體的效率。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。