(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210549812.6 (22)申请日 2022.05.20 (71)申请人 江苏金和美机器人科技有限公司 地址 214000 江苏省无锡市梁 溪区会北路 29号5栋103 (72)发明人 华宏伟　唐勇智　瞿晓波　 (74)专利代理 机构 无锡智睿风行知识产权代理 事务所(普通 合伙) 32631 专利代理师 张璋 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B25J 11/00(2006.01) B25J 19/00(2006.01) G06K 7/14(2006.01) G06K 19/06(2006.01) (54)发明名称 面向机器人抓取物品操作的识别、 定位和抓 取装置和方法 (57)摘要 本发明公开了面向机器人抓取物品操作的 识别、 定位和抓取装置和方法， 包括设于待抓取 物品上的标记， 其中， 待抓取的目标物品上的标 记为目标标记； 还包括： 第一视觉系统； 第一测距 运动系统； 第二视觉系统； 第二测距运动系统； 其 中， 所述第二视觉系统在所述第二视觉区域内寻 找并读取所述目标标记和所述标定标记， 当所述 标定标记和所述目标标记坐标数据重合时， 所述 第二测距运动系统发送抓取指令， 其中， 所述抓 取指令用于抓取所述目标物品。 本发 明利用二维 码辅助机器人识别、 定位和存储抓取代码， 具有 使用简单、 技 术可行和性价比高的显著特点。 权利要求书3页 说明书9页 附图5页 CN 114700956 A 2022.07.05 CN 114700956 A 1.面向机器人抓取物品操作的识别、 定位和抓取装置， 其特征在于： 包括设于物品上的 标记， 其中， 待抓取的目标物品上的标记为目标 标记； 还包括： 第一视觉系统： 用于对所述目标所在的区域进行视觉扫描形成第一视觉区域， 并在所 述第一视 觉区域内寻找所述目标后， 发送第一测距指令 至第一测距运动系统； 第一测距运动系统： 用于接收所述第一测距指令， 测出机器人视觉原点到所述目标标 记的距离c， 按照该距离将机器人引导至所述目标标记的正面位置， 其中， 机器人的手部设 有标定标记； 第二视觉系统： 用于在所述正面位置对所述目标标记进行视觉扫描 并形成第 二视觉区 域， 发送第二测距指令 至第二测距运动系统； 第二测距运动系统： 用于接收所述第二测距指令， 测出机器人视觉原点到所述目标标 记的水平角度 ε和垂直角度 λ， 将机器人视 觉原点引导并对准所述目标 标记； 计算所述目标标记 的坐标数据， 获取所述标定标记的坐标数据， 引导机器人的手部运 动使所述标定标记与所述目标 标记的坐标 数据相重合； 其中， 当所述标定标记和所述目标标记坐标数据重合 时， 表明手指位于抓取起始位置， 所述第二测距运动系统发送抓取指令， 其中， 所述抓取指令用于控制 机器人手臂抓取所述 目标物品。 2.根据权利要求1所述的面向机器人抓取物品操作的识别、 定位和抓取装置， 其特征在 于： 所述第一测距运动系统还用于： 发送第一视觉调节指令至所述第一视觉系统， 其中， 所述第一视觉系统根据所述第一 视觉调节指令调节视 觉摄像头的焦距； 以及， 获取机器人视 觉原点的坐标 数据(x0,y0,z0)。 3.根据权利要求2所述的面向机器人抓取物品操作的识别、 定位和抓取装置， 其特征在 于： 所述第一视觉系统包括图像传感器， 所述图像传感器位于头部中轴 线位置且能与头部 同步转动； 所述第一视 觉系统还用于： 转动头部带动所述图像传感器寻找所述目标 标记， 并读取 所述目标 标记。 4.根据权利要求3所述的面向机器人抓取物品操作的识别、 定位和抓取装置， 其特征在 于： 第二测距运动系统还用于： 发送第二视觉调节指令至所述第二视觉系统， 其中， 所述第二视觉系统根据所述第二 视觉调节指令调节视 觉摄像头的焦距； 以及， 获取机器人视觉原点到所述目标标记 的水平角度ε和垂直角度λ， 以及获取所述 标定标记的坐标数据(x1,y1,z1)， 根据xa＝c*cosλ*sin ε、 ya＝c*cosλ*cosε、 za＝c*sin λ计算 出所述目标 标记的坐标 数据(xa,ya,za)； 以及， 根据|xa‑x1|、 |ya‑y1|、 |za‑z1|计算所述标定标记需要移动的距离， 并将所述标定 标记引导至所述目标 标记处， 直至所述标定标记与所述目标 标记重合。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114700956 A 25.根据权利要求4所述的面向机器人抓取物品操作的识别、 定位和抓取装置， 其特征在 于： 所述目标 标记上设有定位线； 所述标定标记上设有定位线； 所述图像传感器的图像中心设有定位线； 其中， 所述标定标记与所述目标标记重合是指所述目标标记的定位线与所述标定标记 的定位线重合。 6.根据权利要求5所述的面向机器人抓取物品操作的识别、 定位和抓取装置， 其特征在 于： 所述目标 标记直接印刻 在物品上， 或者， 间接配备在物品上； 所述目标 标记采用二维码， 所述目标 标记上的定位线采用十 字线。 7.面向机器人抓取物品操作的识别、 定位和抓取方法， 其特征在于： 包括设于物品上的 标记， 其中， 待抓取的目标物品上的标记为目标标记， 该目标标记十字线的中心 点为机器人 抓取该物品的动作坐标起始点； 所述方法包括以下步骤： 第一视觉检测步骤： 对所述目标所在的区域进行视觉扫描形成第一视觉区域， 并在所 述第一视 觉区域内寻找所述目标后， 发送第一测距指令 至第一测距运动系统； 第一测距运动步骤： 接收所述第一测距指令， 测出机器人视觉原点到所述目标标记的 距离c， 按照该距离及位置坐标自动规划机器人运动路径， 其中， 所述正面位置是指机器人 视觉原点到所述目标标记的水平距离小于机器人视觉原点到机器人手部标定标记的水平 距离的前 方位置， 其中， 所述标定标记设于 机器人的手部； 第二视觉检测步骤： 在所述正面位置对所述目标标记进行视觉扫描 并形成第 二视觉区 域， 发送第二测距指令 至第二测距运动系统； 第二测距运动步骤： 接收所述第二测距指令， 测出机器人视觉原点到所述目标标记的 水平角度 ε和垂直角度 λ； 计算所述目标标记 的坐标数据， 获取所述标定标记的坐标数据， 控制机器手臂运动将 所述标定标记引导至与所述目标 标记的坐标 数据相重合； 其中， 当所述标定标记和所述目标标记坐标数据重合时， 所述第二测距运动系统通过 测距数据判断距离符合后发送抓取指令， 其中， 所述 抓取指令用于抓取 所述目标物品。 8.根据权利要求7所述的面向机器人抓取物品操作的识别、 定位和抓取方法， 其特征在 于： 所述第一测距运动步骤 包括以下子步骤： 发送第一视觉调节指令至所述第一视觉系统， 其中， 所述第一视觉系统根据所述第一 视觉调节指令调节视 觉摄像头的焦距； 以及， 获取机器人视 觉原点的坐标 数据(x0,y0,z0)。 9.根据权利要求8所述的面向机器人抓取物品操作的识别、 定位和抓取方法， 其特征在 于： 所述第一视觉系统包括图像传感器和激光测距单元， 所述图像传感器和所述激光测距 单元位于同一水平线上并列于 头部中轴线位置且能与头 部同步转动；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114700956 A 3