(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 202211002640.7 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 菲特 （天津） 检测技 术有限公司 地址 300000 天津市滨 海新区自贸试验区 （空港经济区） 空港物流加工区中心大 道西侧， 西七道北侧岭尚家园95号楼- 1 (72)发明人 陈涛　王敏雪　张天寓　袁帅鹏　 陈立名　 (74)专利代理 机构 北京超凡宏宇专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 11463 专利代理师 张萍 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 机器人抓取控制方法、 系统及电子设备 (57)摘要 本发明提供了一种机器人抓取控制方法、 系 统及电子设备， 涉及自动化控制领域， 该方法可 通过预先设置的待抓取物体的点云模板和抓取 信息实现对空间任意位置物体的位置定位及抓 取位置生 成， 并可更换其对应的夹爪机构单元实 现不同类型的物体抓取， 进一步提升了兼容性； 同时通过双目相机与机器人本体的手眼转换矩 阵可实现待抓取物体与机器人本体的坐标转换， 并结合点云信息对不同类型、 不同形态、 不同高 度位置的待抓取物体进行抓取， 有效提高抓取的 兼容性。 权利要求书3页 说明书11页 附图9页 CN 115070779 A 2022.09.20 CN 115070779 A 1.一种机器人抓取控制方法， 其特征在于， 所述方法应用于机器人抓取系统； 所述机器 人抓取系统至少包括： 机器人本体、 双目相机、 标定板、 PLC控制器、 工控机和夹爪机构单元； 所述方法包括： 将所述标定板 固定在所述机器人本体末端的法兰盘上， 并根据 预设的机器人工具坐标 系建立标定板坐标系； 其中， 所述机器人工具坐标系建立在所述法兰盘的中心处； 所述机器 人工具坐标系的Z轴与所述法兰盘的轴心重合； 利用PLC控制器控制所述法兰盘 绕着所述机器人工具坐标系的Z轴旋转， 并利用所述工 控机控制所述双目相机对所述标定板进行拍照得到第一拍照结果； 根据所述第一拍照结果 确定所述双目相机的外参矩阵以及所述机器人本体的工具坐标系与标定板坐标系位置关 系； 利用PLC控制器控制所述法兰盘沿着所述机器人工具坐标系的X轴Y轴平面进行移动， 并利用所述工控机控制所述双目相机对所述标定板进 行拍照得到第二拍照结果； 并根据所 述第一拍照结果、 所述第二拍照结果、 所述外参矩阵、 所述机器人工具坐标系和所述机器人 基坐标系确定所述双目相机与机器人本体的手眼转换矩阵； 设置待抓取物体的点云模板和抓取位置， 并将与 所述待抓取物体相对应的所述夹爪机 构单元替换至所述标定 板处； 将实时采集的所述待抓取物体的点云信 息与所述点云模板相匹配， 利用所述手眼转换 矩阵将完成匹配的所述待抓取物体进行抓取。 2.根据权利要求1所述的机器人抓取控制方法， 其特征在于， 将所述标定板 固定在所述 机器人本体末端的法兰盘上， 包括： 选取与所述法兰盘的安装孔相匹配的安装夹具； 所述安装夹具的顶部设置有加紧机 构， 所述安装夹具的底部设置有与所述 安装孔相匹配的固定孔 位； 将所述标定板放置在所述安装夹具的顶部凹槽 中， 并利用所述加紧机构将所述标定板 加紧固定在所述机器人本体的末端。 3.根据权利要求1所述的机器人抓取控制方法， 其特征在于， 利用PLC控制器控制所述 法兰盘绕着所述机器人工具坐标系的Z轴旋转， 并利用所述工控机控制所述双目相 机对所 述标定板进行拍照得到第一拍照结果， 包括： 利用所述PLC控制器控制所述法兰盘移动， 使得所述法兰盘上安装的所述标定板与所 述双目相机处于同一水平位置； 利用所述PLC控制器控制所述法兰盘按照预设角度绕着机器人工具坐标系Z轴旋转， 旋 转时利用所述工控机控制所述双目相机对所述标定板进行拍照， 得到所述标定板的第一拍 摄图像； 将旋转后的所述机器人本体的第一姿态数据以及所述第一拍摄图像确定为所述第一 拍照结果。 4.根据权利要求3所述的机器人抓取控制方法， 其特征在于， 根据 所述第一拍照结果确 定所述双目相机的外参矩阵以及所述机器人工具坐标系与标定 板坐标系位置关系， 包括： 根据所述第一拍照结果中包 含的所有拍摄图像， 确定所述双目相机的所述外参矩阵； 通过所述标定板 中预设的特征点， 利用最小二乘法拟合 圆确定所述工具坐标系的中心 坐标， 并根据所述中心坐标建立所述机器人工具坐标系与标定 板坐标系位置关系。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115070779 A 25.根据权利要求3所述的机器人抓取控制方法， 其特征在于， 利用PLC控制器控制所述 法兰盘沿着所述机器人工具坐标系的X轴Y轴平 面进行移动， 并利用所述工控机控制所述双 目相机对所述标定 板进行拍照得到第二拍照结果， 包括： 保持所述机器人工具坐标系的Z轴方向的位置不变， 利用所述PLC控制器控制所述法兰 盘沿着所述机器人工具坐标系的X轴Y轴平面进 行移动， 移动完成后利用所述工控机控制所 述双目相机对所述标定 板进行拍照， 得到所述标定 板的第二拍摄图像； 将移动后的所述机器人本体的第二姿态数据以及所述第二拍摄图像确定为所述第二 拍照结果。 6.根据权利要求5所述的机器人抓取控制方法， 其特征在于， 根据所述第一拍照结果、 所述第二拍照结果、 所述外参矩阵、 所述机器人工具坐标系和所述机器人基坐标系确定所 述双目相机与机器人本体的手眼转换矩阵， 包括： 根据所述第二拍照结果中的所述第二拍摄图像与所述第一拍照结果中的所述第一拍 摄图像中的标定板中心 坐标， 计算得到所述标定板坐标系与所述机器人工具坐标系的第一 转换矩阵； 根据所述工具坐标系与基坐标系的坐标关系， 计算得到所述工具坐标系与 所述基坐标 系的第二 转换矩阵； 根据所述第一转换矩阵、 所述第二转换矩阵和所述外参矩阵的乘积结果， 确定所述双 目相机与机器人本体的手眼转换矩阵。 7.根据权利要求1所述的机器人抓取控制方法， 其特征在于， 所述点云模板的获取过程 通过点云实时采集或三维图纸 导入所实现； 所述夹爪机构单 元中设置有夹爪； 所述夹爪包括： 电动夹爪、 气动夹爪或液动夹爪。 8.一种机器人抓取控制系统， 其特征在于， 所述机器人抓取控制系统应用于机器人抓 取系统； 所述机器人抓取系统至少包括： 机器人本体、 双目相机、 标定板、 PLC控制器、 工控机 和夹爪机构单 元； 所述机器人抓取控制系统包括： 第一初始化模块， 用于将所述标定板固定在所述机器人本体末端的法兰盘上， 并根据 预设的机器人工具坐标系建立标定板坐标系； 其中， 所述机器人工具坐标系建立在所述法 兰盘的中心处； 所述机器人工具坐标系的Z轴与所述法兰盘的轴心重合； 第一计算模块，  用利用PLC控制器控制所述法兰盘绕着所述机器人工具坐标系的Z轴 旋转， 并利用所述工控机控制所述双目相 机对所述标定板进行拍照得到第一拍照结果； 根 据所述第一拍照结果确定所述双目相机的外参矩阵； 第二计算模块， 用于利用PLC控制器控制所述法兰盘沿着所述机器人工具坐标系的X轴 Y轴平面进行移动， 并利用所述工控机控制所述双目相 机对所述标定板进行拍照得到第二 拍照结果； 并根据所述第一拍照结果、 所述第二拍照结果、 所述外参矩阵、 所述机器人工具 坐标系和所述机器人基坐标系确定所述双目相机与机器人本体的手眼转换矩阵； 第二初始化模块， 用于设置待抓取物体的点云模板和抓取位置， 并将与所述待抓取物 体相对应的所述夹爪机构单 元替换至所述标定 板处； 抓取控制模块， 用于将实时采集的所述待抓取物体的点云信息与所述点云模板相匹 配， 利用所述手眼转换矩阵将完成匹配的所述待抓取物体进行抓取。 9.一种电子设备， 其特征在于， 包括： 处理器和存储装置； 所述存储装置上存储有计算权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115070779 A 3