一種基於雲信息庫的服務機器人抓取系統及其控制方法與流程

2023-11-10 15:33:03 1

本發明涉及機器人抓取控制系統技術領域，具體為一種基於雲信息庫的服務機器人抓取系統及其控制方法。

背景技術：

機器人手臂大量運用與工業生產，大大提高了產業效率，節約了資源。仿人服務機器人也在特殊行業得到很大發展，對於服務機器人的運用來說，其抓取識別系統是主要關鍵。基本原理是通過射頻信號獲得物體信息與抓取位置控制機械手臂內的伺服電機去完成抓取動作。然而自主模式不僅對系統軟體條件要求較高，而且對硬體要求非常高，需要大量的傳感器與控制器，不僅增加了單個服務機器人的成本，而且系統穩定新、快速響應新較差；預存模式由於自身限制，只能完成一定量的特定抓取任務，無法適應服務機器人廣泛應用的前景,而且現有的抓取系統沒有根據視覺識別系統，無法做到在進行抓取前剛好移動到可以識別到射頻信號的位置，針對上述問題，特提出一種基於雲信息庫的服務機器人抓取系統及其控制方法。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種基於雲信息庫的服務機器人抓取系統及其控制方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基於雲信息庫的服務機器人抓取系統，包括被抓取物品和服務機器人，所述服務機器人上安裝有射頻信號接收裝置，所述被抓取物品上設有被抓取物品信息二維碼，所述服務機器人上還安裝有視覺識別系統、服務處理控制中心電子控制單元、存儲單元、抓取策略下載埠和服務機器人伺服電機，且射頻信號接收裝置視覺識別系統、存儲單元、抓取策略下載埠和服務機器人伺服電機均通過電導體與服務處理控制中心電子控制單元連接，所述抓取策略下載單元通過無線信號連接到雲信息庫中心。

優選的，所述視覺識別系統包括依次電連接的攝像單元、CCD傳感單元、圖像預處理單元、圖像分割單元和圖像邊緣檢測單元，其中：

所述攝像單元為高清攝像頭，用於拍攝被抓取物品；

所述CCD傳感單元將所述攝像單元拍攝到的圖像轉變為模擬信號，並且將模擬信號輸送至所述圖像預處理單元中；

所述圖像預處理單元用於對圖像進行校正和過濾等圖像預處理；

所述圖像分割單元用於把圖像劃分成若干互不交迭區域的集合；

所述圖像邊緣檢測單元用於檢測圖像的邊緣位置。

優選的，所述圖像預處理單元包括灰度線性變換單元、直方圖均衡化單元和圖像平滑處理單元，其中：

所述灰度線性變換單元把圖像的灰度範圍拉開，使得圖像對比擴展，亮得越亮，暗的越暗，圖像變得更清晰，特徵更明顯，從而到達增強對比度的目的；

所述直方圖均衡化單元把給定圖像的直方圖分布改造成均勻直方圖分布。由信息學的理論來解釋，具有最大嫡的圖像為均衡化圖像；

所述圖像平滑處理單元用像素點鄰域灰度值來代替該像素點灰度值，它可用來抑制圖像中的噪聲而不使邊緣模糊。

優選的，所述射頻信號接收裝置位於所述服務機器人的抓取手臂的下方。

一種基於雲信息庫的服務機器人抓取系統的控制方法，當被抓取物品進入服務機器人服務範圍時，所述服務機器人能夠根據不同情況自適應抓取。

優選的，所述基於雲信息庫的服務機器人抓取系統的控制方法包括以下具體情況和步驟：

(1)當有被抓取物品進入服務機器人服務範圍時，通過視覺識別系統對被抓取物品的位置以及形狀進行判定進行，並且通過所述伺服器處理控制中心電子控制單元控制所述服務機器人的抓取手臂伸向被抓取物品；

(2)所述服務機器人身體上的射頻信號接收裝置收到來自被抓取物品信息二維碼中的射頻信息，計算出被抓取產品信息的信號；

(3)服務處理控制中心電子控制單元根據所述被抓取產品信息通過所述抓取策略下載單元從雲信息庫中心下載抓取策略；

(4)根據下載的抓取策略，結合服務機器人內部電機控制策略，自適應地制定出對應的抓取控制策略，產生抓取命令；

(5)當服務機器人伺服電機獲得抓取服務命令時即可提供抓取服務，實現自適應抓取控制。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：針對服務機器人抓取系統的識別認知功能，提出一種基於雲信息庫的服務機器人抓取系統，通過視覺識別系統，可以更好的進行射頻信息的識別，並依其任務多變性、不確定性設計了多功能柔性自適應抓取策略，實現了服務機器人與產品的交互，在提高服務機器人的動態適應性與響應穩定性，自適應地完成多樣不確定性的抓取任務的同時，減小了單個服務機器人的軟硬體要求，降低了單個成本。

附圖說明

圖1為本發明的結構框圖；

圖2為本發明中視覺識別系統的結構框圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

請參閱圖1-2，本發明提供一種技術方案：一種基於雲信息庫的服務機器人抓取系統，包括被抓取物品和服務機器人，所述服務機器人上安裝有射頻信號接收裝置，所述被抓取物品上設有被抓取物品信息二維碼，所述服務機器人上還安裝有視覺識別系統、服務處理控制中心電子控制單元、存儲單元、抓取策略下載埠和服務機器人伺服電機，且射頻信號接收裝置視覺識別系統、存儲單元、抓取策略下載埠和服務機器人伺服電機均通過電導體與服務處理控制中心電子控制單元連接，所述抓取策略下載單元通過無線信號連接到雲信息庫中心，所述視覺識別系統包括依次電連接的攝像單元、CCD傳感單元、圖像預處理單元、圖像分割單元和圖像邊緣檢測單元，其中：所述攝像單元為高清攝像頭，用於拍攝被抓取物品；所述CCD傳感單元將所述攝像單元拍攝到的圖像轉變為模擬信號，並且將模擬信號輸送至所述圖像預處理單元中；所述圖像預處理單元用於對圖像進行校正和過濾等圖像預處理；所述圖像分割單元用於把圖像劃分成若干互不交迭區域的集合；所述圖像邊緣檢測單元用於檢測圖像的邊緣位置，所述圖像預處理單元包括灰度線性變換單元、直方圖均衡化單元和圖像平滑處理單元，其中：所述灰度線性變換單元把圖像的灰度範圍拉開，使得圖像對比擴展，亮得越亮，暗的越暗，圖像變得更清晰，特徵更明顯，從而到達增強對比度的目的；所述直方圖均衡化單元把給定圖像的直方圖分布改造成均勻直方圖分布，由信息學的理論來解釋，具有最大嫡的圖像為均衡化圖像；所述圖像平滑處理單元用像素點鄰域灰度值來代替該像素點灰度值，它可用來抑制圖像中的噪聲而不使邊緣模糊，所述射頻信號接收裝置位於所述服務機器人的抓取手臂的下方。

一種基於雲信息庫的服務機器人抓取系統的控制方法，當被抓取物品進入服務機器人服務範圍時，所述服務機器人能夠根據不同情況自適應抓取，所述基於雲信息庫的服務機器人抓取系統的控制方法包括以下具體情況和步驟：當有被抓取物品進入服務機器人服務範圍時，通過視覺識別系統對被抓取物品的位置以及形狀進行判定進行，並且通過所述伺服器處理控制中心電子控制單元控制所述服務機器人的抓取手臂伸向被抓取物品；所述服務機器人身體上的射頻信號接收裝置收到來自被抓取物品信息二維碼發出的被抓取產品信息的信號；服務處理控制中心電子控制單元根據所述被抓取產品信息通過所述抓取策略下載單元從雲信息庫中心下載抓取策略；根據下載的抓取策略，結合服務機器人內部電機控制策略，自適應地制定出對應的抓取控制策略，產生抓取命令；當服務機器人伺服電機獲得抓取服務命令時即可提供抓取服務，實現自適應抓取控制。

工作原理：當有產品進入服務機器人服務範圍時，通過視覺識別系統對被抓取物品的位置以及形狀進行判定進行，首先攝像單元拍攝被抓取物品，再通過CCD傳感單元將攝像單元拍攝到的圖像轉變為模擬信號，並且將模擬信號輸送至圖像預處理單元中，圖像預處理單元用於對圖像進行校正和過濾等圖像預處理，圖像分割單元用於把圖像劃分成若干互不交迭區域的集合，圖像邊緣檢測單元用於檢測圖像的邊緣位置，灰度線性變換單元把圖像的灰度範圍拉開，使得圖像對比擴展，亮得越亮，暗的越暗，圖像變得更清晰，特徵更明顯，從而到達增強對比度的目的，直方圖均衡化單元把給定圖像的直方圖分布改造成均勻直方圖分布，由信息學的理論來解釋，具有最大嫡的圖像為均衡化圖像，圖像平滑處理單元用像素點鄰域灰度值來代替該像素點灰度值，它可用來抑制圖像中的噪聲而不使邊緣模糊，並且通過伺服器處理控制中心電子控制單元控制服務機器人的抓取手臂伸向被抓取物品，服務機器人身體上的射頻信號接收裝置收到來自被抓取物品信息二維碼中的射頻信息，計算出被抓取產品信息的信號，服務處理控制中心電子控制單元根據被抓取產品信息通過抓取策略下載單元從雲信息庫中心下載抓取策略，根據下載的抓取策略，並且將下載過的住區策略存入到儲存單元中，再結合服務機器人內部電機控制策略，自適應地制定出對應的抓取控制策略，產生抓取命令，當服務機器人伺服電機獲得抓取服務命令時即可提供抓取服務，實現自適應抓取控制。

儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。