(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 202211027561.1 (22)申请日 2022.08.25 (71)申请人 江汉大学 地址 430056 湖北省武汉市沌口经济开发 区新江大路8号 (72)发明人 何强　夏康利　解睿豪　潘辉　 (74)专利代理 机构 武汉智嘉联合知识产权代理 事务所(普通 合伙) 42231 专利代理师 姜婷 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) G06V 10/75(2022.01) G06V 20/68(2022.01) (54)发明名称 一种协作机器人抓取果蔬的控制方法和装 置 (57)摘要 本申请公开了一种协作机器人抓取果蔬的 控制方法和装置， 所述方法包括： 获取分割后的 待识别图像； 利用预设的果蔬识别模 型对所述待 识别图像进行果蔬识别， 确定待抓取果蔬； 利用 预设的匹配算法对所述待抓取果蔬进行几何匹 配， 得到几何匹配图形； 根据所述几何匹配图形 和预先获取的二维图像空间与现实空间的坐标 转换关系， 确定机器人夹爪的抓取点； 根据所述 抓取点调整所述机器人夹爪的抓取角度， 控制机 器人对所述待抓取果蔬进行抓取。 本发明充分利 用了待抓取果蔬的几何信息， 使果蔬的位姿估计 更加准确， 根据几何匹配图形确定最合适的抓取 点， 并根据抓取点对果蔬进行抓取， 实现了机器 人对果蔬既省力又稳固的抓取。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 115302514 A 2022.11.08 CN 115302514 A 1.一种协作机器人抓取果蔬的控制方法， 其特 征在于， 包括： 获取分割后的待识别图像； 利用预设的果蔬识别模型对所述待识别图像进行果蔬识 别， 确定待抓取果蔬； 利用预设的匹配算法对所述待抓取果蔬进行几何匹配， 得到几何匹配图形； 根据所述几何匹配图形和预先获取的二维图像空间与现实空间的坐标转换关系， 确定 机器人夹爪的抓取点； 根据所述抓取点调 整所述机器人夹爪的抓取角度， 控制机器人对所述待抓取果蔬进行 抓取。 2.根据权利要求1所述的协作机器人抓取果蔬 的控制方法， 其特征在于， 利用预设的匹 配算法对所述待抓取果蔬进行几何匹配， 得到几何匹配图形， 包括： 利用最小框定对称几何图形算法， 分别通过不同的几何图形对所述待抓取果蔬进行形 状匹配， 得到不同的几何匹配形状； 选择所述不同的几何匹配形状中， 所述待抓取果蔬所占面积比例最大的作为几何匹配 图形。 3.根据权利要求2所述的协作机器人抓取果蔬 的控制方法， 其特征在于， 利用最小框定 对称几何图形算法， 分别通过不同的几何图形对所述待抓取果蔬进行形状匹配， 得到不同 的几何匹配形状， 包括： 利用旋转 卡尺算法来框 定待抓取果蔬的最小匹配长方 形； 利用哈奇扬算法来框 定待抓取果蔬的最小匹配椭圆； 利用最小圆覆盖算法来框 定待抓取果蔬的最小匹配圆。 4.根据权利要求3所述的协作机器人抓取果蔬 的控制方法， 其特征在于， 根据 所述几何 匹配图形和预先获取的二 维图像空间与现实空间的坐标转换关系， 确定机器人夹爪的抓取 点， 包括： 当所述几何匹配图形为长方形或椭圆形时， 将所述几何匹配图形短轴的两个端点在所 述待抓取果蔬边界相应的实际位置作为 抓取点； 当所述几何匹配图形为 圆形时， 将所述几何匹配图像的直径的两个端点在所述待抓取 果蔬边界相应的实际位置作为 抓取点。 5.根据权利要求3所述的协作机器人抓取果蔬 的控制方法， 其特征在于， 所述机器人的 夹爪为二指夹爪； 根据所述 抓取点调整所述机器人夹爪的抓取角度， 包括： 移动所述机器人的夹爪， 使所述机器人夹爪穿过所述几何匹配图形中心点的轴线与 所 述几何匹配图形 所在的平面垂直； 确定所述 抓取点的连线与所述机器人夹爪两个夹指中点的连线所 形成的偏移角度； 根据所述偏移角度对所述夹爪 进行角度调整。 6.根据权利要求5所述的协作机器人抓取果蔬 的控制方法， 其特征在于， 根据 所述偏移 角度对所述夹爪 进行角度调整， 包括： 当所述偏移角度为锐角时， 将所述夹爪逆时针旋转所述偏移角度； 当所述偏移角度为 钝角时， 将所述夹爪顺时针旋转所述偏移角度的补角。 7.根据权利要求5所述的协作机器人抓取果蔬 的控制方法， 其特征在于， 控制机器人对权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115302514 A 2所述待抓取果蔬进行抓取， 还 包括： 根据所述 抓取点连线的宽度， 确定所述夹爪的伸展宽度。 8.根据权利要求1所述的协作机器人抓取果蔬 的控制方法， 其特征在于， 所述机器人夹 爪上设置有力矩传感器； 控制机器人对所述待抓取果蔬进行抓取， 还 包括： 利用所述力矩传感器获取所述机器人夹爪与所述果蔬之间的摩擦力大小， 根据 所述摩 擦力确定所述夹爪的夹取力度。 9.根据权利要求1所述的协作机器人抓取果蔬 的控制方法， 其特征在于， 所述预设的果 蔬识别模型基于卷积神经网络构建。 10.一种协作机器人抓取果蔬的控制装置， 其特 征在于， 图像获取模块， 用于获取分割后的待识别图像； 果蔬识别模块， 用于利用预设的果蔬识别模型对所述待识别图像进行果蔬识别， 确定 待抓取果蔬； 几何匹配模块， 用于利用预设的匹配算法对所述待抓取果蔬进行几何匹配， 得到几何 匹配图形； 抓取点确定模块， 用于根据 所述几何匹配图形和预先获取的二维图像空间与现实空间 的坐标转换关系， 确定 机器人夹爪的抓取点； 抓取控制模块， 用于根据所述抓取点调整所述机器人夹爪的抓取角度， 控制机器人对 所述待抓取果蔬进行抓取。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115302514 A 3