本發明涉及機器人領域，特別是涉及一種基于主動視覺定位的服務機器人抓取系統及其方法。

背景技術：

服務機器人是智能化機器人的一種，用以在日常生活中減少人力勞動，其服務范圍大多出現在家庭、飯店和醫院中，而對目標物體的定位和抓取是服務機器人功能中的重要組成部分。在對目標物體的定位方面，由于目標的外觀多樣性、幾何變換、光照的變化、遮擋、低分辨率以及噪聲等問題所帶來的困難，使得在現實生活中對目標物體定位的實際任務變得非常具有挑戰性，存在很多理論與技術問題需要解決。而在目標物體的抓取方面，現階段的服務機器人雖然已經初步實現了目標物體抓取，但存在精度低，速度慢等弊端，尤其是對于較低空間范圍內的物體，由于攝像頭無法觀測而無法進行抓取。

因此，在服務機器人對目標物體進行定位抓取任務方面，尤其是目標物體三維信息不完全、不清晰或目標物體處于攝像頭觀測盲區的較低空間范圍時，亟需一種新型的技術方案來解決這一問題。

技術實現要素：

本發明旨在提供一種基于主動視覺定位的服務機器人抓取系統，通過改變云臺轉動角度使攝像頭可進行大范圍圖像采集，克服現有技術對較低空間范圍內物體無法抓取的問題，通過目標物體定位軟件中一系列圖像處理技術，克服現有技術對三維信息不完全、不清晰的目標物體較難識別的問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種基于主動視覺定位的服務機器人抓取系統，其包括可移動服務機器人本體、云臺、攝像頭、三指手爪、計算機以及目標物體定位軟件，所述的目標物體定位軟件包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、特征提取模塊、模式識別模塊以及目標物體定位模塊；其中，在可移動服務機器人本體上方設有云臺，在云臺上方夾持有攝像頭，三指手爪固定在可移動服務機器人本體的第三段機械臂末端，在可移動服務機器人本體旁設有計算機，計算機中安裝有目標物體定位軟件；可移動服務機器人本體通過電線與計算機相連，云臺通過電線與計算機相連，攝像頭通過電線與計算機相連，三指手爪通過電線與計算機相連，通過改變云臺轉動角度，從而利用攝像頭進行大范圍圖像實時采集并傳入計算機中，再由計算機中的目標物體定位軟件根據實時傳入的圖像進行目標物體識別和定位，通過對目標物體的定位，由計算機控制可移動服務機器人本體的三段機械臂運動至目標物體處，并控制三指手爪對目標物體進行抓取。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：

現有的服務機器人視覺定位抓取技術，雖然可以一定程度上對目標物體進行抓取，但對于放置在較低空間范圍內的物體，由于攝像頭掃描不到而無法抓取。

本發明通過改變云臺轉動角度使攝像頭可進行大范圍圖像實時采集，通過圖像處理模塊對攝像頭采集到的圖像進行處理，通過特征提取模塊提取圖像特征，通過模式識別模塊實現對目標物體的識別，通過目標物體定位模塊實現對目標物體位置估計，基于此，可實現對目標物體的抓取，并能有效對較低空間范圍內的物體進行抓取。

附圖說明

圖1是基于主動視覺定位的服務機器人抓取系統結構示意圖；

圖2是目標物體定位軟件內部模塊連接框圖；

圖1中，1.可移動服務機器人本體；2.云臺；3.攝像頭；4.三指手爪；5.計算機；6.目標物體定位軟件。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步說明。

實施例1

如圖1所示，一種基于主動視覺定位的服務機器人抓取系統：

其包括可移動服務機器人本體1、云臺2、攝像頭3、三指手爪4、計算機5以及目標物體定位軟件6，所述的目標物體定位軟件6包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、特征提取模塊、模式識別模塊以及目標物體定位模塊；其中，在可移動服務機器人本體1上方設有云臺2，在云臺2上方夾持有攝像頭3，三指手爪4固定在可移動服務機器人本體1的第三段機械臂末端，在可移動服務機器人本體1旁設有計算機5，計算機5中安裝有目標物體定位軟件6；可移動服務機器人本體1通過電線與計算機5相連，云臺2通過電線與計算機5相連，攝像頭3通過電線與計算機5相連，三指手爪4通過電線與計算機5相連，通過改變云臺2轉動角度，從而利用攝像頭3進行大范圍圖像實時采集并傳入計算機5中，再由計算機5中的目標物體定位軟件6根據實時傳入的圖像進行目標物體識別和定位，通過對目標物體的定位，由計算機5控制可移動服務機器人本體1的三段機械臂運動至目標物體處，并控制三指手爪4對目標物體進行抓取。

實施例2

如圖2所示，本發明中目標物體定位軟件，其包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、特征提取模塊、模式識別模塊以及目標物體定位模塊。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種基于主動視覺定位的服務機器人抓取系統，涉及機器人領域，本系統包括可移動服務機器人本體、云臺、攝像頭、三指手爪、計算機以及目標物體定位軟件，本系統通過改變云臺轉動角度，從而利用攝像頭進行大范圍圖像實時采集并傳入計算機中，再由計算機中的目標物體定位軟件根據實時傳入的圖像進行目標物體識別和定位，通過對目標物體的定位，由計算機控制可移動服務機器人本體的三段機械臂運動至目標物體處，并控制三指手爪對目標物體進行抓取，本發明能用于服務機器人對目標物體的定位和抓取，特別是能夠實現對三維信息不完全、不清晰或處于攝像頭觀測盲區的較低空間范圍內的目標物體進行定位和抓取。

技術研發人員：鄧海嘯
受保護的技術使用者：南京金快快無人機有限公司
技術研發日：2017.06.02
技術公布日：2017.10.10