基于视觉的手眼式低伺服精度机器人抓取移动目标的方法

摘要

本发明公开了一种基于视觉的手眼式低伺服精度机器人抓取移动目标的方法，按照如下步骤进行：步骤10捕捉目标物体的图像特征参数，并估计目标物体与摄像机之间的相对位姿；步骤20预测目标物体在下一个时钟周期后的位姿；步骤30对移动目标物体的抓取生成轨迹规划，机器人控制器控制机械臂接近目标物体实现抓取。本发明能够对移动目标的抓取的轨迹生成规划，提高抓取精度最终实现移动目标的抓取，解决了一直以来无法突破的低精度机械臂基于视觉伺服的技术难点。

主权项

1.一种基于视觉的手眼式低伺服精度机器人抓取移动目标的方法，其特征在于，按照如下步骤进行：步骤10，机械臂上的摄像机捕捉目标物体的图像特征参数，根据得到的图像特征参数提取图像信息，并从图像信息估计目标物体与摄像机之间的相对位姿；步骤20，应用卡尔曼滤波器，预测目标物体在下一个时钟周期在机械臂基座标系下的位姿；步骤30，对移动目标物体的抓取生成轨迹规划，根据预测的下一时钟周期的目标物体位姿及机械臂末端当前位姿，按照运动误差计算补偿公式得到机械臂位姿的实际输入值，生成轨迹规划，机器人控制器控制机械臂接近目标物体实现抓取，其中，表示第i时间周期，轨迹规划机械臂末端输出位姿，表示第i+1时间周期，轨迹规划机械臂末端输出位姿，表示第i时间周期，机械臂末端的实际位姿，ΔD_i表示第i时间周期，机械臂末端的期望位置与实际位置的误差，ΔR_i表示第i次轨迹规划的期望值相对于当前时刻机械臂末端的位姿的增量，ΔR_i+1表示第i+1次轨迹规划的期望值相对于当前时刻机械臂末端的位姿的增量，k为调节系数，k的值由实验确定，取k＝1.0；所述步骤30中的轨迹规划包括跟踪调节阶段和抓取调节阶段的轨迹规划；跟踪调节阶段轨迹规划是使得机械臂末端由初始位置运动到目标物体前方的l处；抓取调节阶段的轨迹规划是保证机械臂的手爪始终正对目标物体的把手并接近目标物体，当目标物体与机械臂末端的相对位姿小到一定程度时，对目标物体进行抓取。