(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210455324.9 (22)申请日 2022.04.24 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114800508 A (43)申请公布日 2022.07.29 (73)专利权人 广东天太 机器人有限公司 地址 528322 广东省佛山市顺德区大良10 5 国道大墩段 （5-1号地块） 六号综合楼 三层 （广珠公路红岗路段23号之9） (72)发明人 柳建雄　吴志诚　温伟健　王治华　 (74)专利代理 机构 佛山市禾才知识产权代理有 限公司 4 4379 专利代理师 刘羽波　陈嘉琦 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B25J 19/02(2006.01)G06V 20/10(2022.01) G06V 10/75(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06N 20/00(2019.01) (56)对比文件 CN 10837213 0 A,2018.08.07 CN 105729468 A,2016.07.0 6 CN 109834712 A,2019.0 6.04 CN 113989472 A,202 2.01.28 CN 110660104 A,2020.01.07 US 20201016 09 A1,2020.04.02 KR 20210 092875 A,2021.07.27 CN 112936275 A,2021.0 6.11 CN 20720 6429 U,2018.04.10 审查员 高基康 (54)发明名称 一种工业机 器人的抓取控制系统及方法 (57)摘要 本发明的目的在于提出一种工业机器人的 抓取控制系统及方法， 工业机器人设置有机械 臂， 机械臂与摄像设备电联接； 摄像设备包括信 息获取模块以及发送模块； 机械臂包括接收模 块、 信息处理模块以及抓取判断模块； 采集流水 线上的商品信息图片； 发送模块用于将商品信息 图片发送给接收模块； 信息处理模块用于将接收 模块接收的商品信息图片与全角度模板图进行 匹配， 其中全角度模板图设置有360个不同角度 的模板图； 抓取判断模块用于根据偏移角度旋转 机械臂， 使机械臂夹手的夹持角度与目标商品的 偏移角度一致， 并对目标商品执行抓取动作。 在 本发明中南识别到目标商品所在的偏移角度， 旋 转机械臂的夹手使夹持方向与 偏移角度一致， 使 夹手牢固地夹持目标商品。 权利要求书4页 说明书11页 附图4页 CN 114800508 B 2022.11.18 CN 114800508 B 1.一种工业机器人的抓取控制系统， 其特征在于， 包括工业机器人， 所述工业机器人设 置有机械臂， 所述机 械臂与摄 像设备电联接； 所述摄像设备包括信息获取模块以及发送模块； 所述机械臂包括接收模块、 信息处 理模块以及抓取判断模块； 所述信息获取模块用于采集 流水线上的商品信息图片； 所述发送模块用于将所述商品信息图片发送给 所述接收模块； 所述接收模块用于 接收所述商品信息图片； 所述信息处理模块用于将所述接收模块接收的所述商品信息图片与全角度模板图进 行匹配， 分析出当前流水线中是否存在令机械臂动作执行 的目标商品， 并获取目标商标 的 偏移角度， 其中所述全角度模板图设置有3 60个不同角度的模板图； 所述抓取判断模块用于根据 所述偏移角度旋转所述机械臂， 使机械臂夹手的夹持角度 与目标商品的偏移角度一 致， 并对目标商品执 行抓取动作； 所述信息处 理模块包括目标提取子模块、 匹配子模块以及标记子模块； 所述目标提取子模块用于使用One ‑Stage算法对商品信息图片进行识别框体提取， 将 流水线上的物体以框体的方式展现； 所述匹配子模块用于对框体 内的物体进行匹配识别， 判断当前商 品信息图片中是否存 在有目标零件， 若存在则获取目标商品的偏移角度； 所述标记子模块用于对目标商 品的框体进行符号标记， 所述符号标记方法为识别顺序 以及偏移角度的配合； 所述匹配子模块还 包括模板制作单 元、 识别特 征提取单元以及存 储单元； 所述模板制作单元用于制作全角度模板 图中的360个模板 图， 其中每一个模板 图对应 一个不同的整数角度； 所述识别特 征提取单元包括梯度量 化子单元以及提 起子单元； 所述梯度量化子单元用于对360个模板图进行第 一层金字塔方向梯度量化以及第二层 金字塔方向梯度量 化， 获得3 60个模板图分别对应的识别特 征； 所述提起子单元用于以当前角度为表列获取 所述识别特 征， 并进行保存； 所述存储单元用于存 储不同角度表列中的所有识别特 征。 2.根据权利要求1所述的一种工业机器人的抓取控制系统， 其特 征在于， 所述匹配子模块还 包括框体处 理单元以及角度计算单 元； 所述框体处理单元包括： 金字塔线性内存数据容器处理子单元、 平移子单元与相似度 响应矩阵 图获取子单 元； 其中所述金字塔线性内存数据容器处理子单元用于对框体进行梯度提取和量化， 创建 两层金字塔线性内存数据容器， 将测试图像线 遍历两层金字塔的数据； 其中遍历金字塔具体过程为： 获取目标梯度扩散平移数值大小， 获取得到金字塔线性 内存数据容器； 所述平移子单元用于对框体量化梯度进行4*4的范围内按位平移， 得到的16张图逐像 素做或操作， 得到梯度扩散的框体的扩散梯度矩阵 图； 所述相似度响应矩阵图获取子单元用于通过与操作， 将框体的扩散梯度矩阵图转换为 前四个方向和后四个方向的梯度矩阵图， 通过预设的查找表， 找出各个梯度矩阵图角度与权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114800508 B 2查找表中各个角度的最大相似度， 其中所述查找表为预先计算好的8个方向的各种组合的 表； 得到某方向的相似度响应矩阵图， 由于所述扩散梯度矩阵图有8个方向， 故获取8个相 似度响应矩阵图， 将所有的相似度响应矩阵图转成16阶或64阶的格式进 行线性化存储在连 续的所述线性内存数据容器内； 所述角度计算单 元包括调用子单 元以及相似度计算子单 元； 所述调用子单元用于调用所述存储单元中的两层金字塔， 并根据8个相似度响应矩阵 图， 找到两层金字塔的线性内存的访问入口， 获取每一个角度应的识别特 征； 相似度计算子单元用于对框体以及识别特征进行匹配， 获取框体与每一个角度的识别 特征的匹配得分， 判断最高的匹配得分是否大于阈值， 若大于， 则判所述框体的内容为目标 商品， 获取最高的匹配得分对应的角度作为当前目标商品的偏移角度。 3.根据权利要求2所述的一种工业机器人的抓取控制系统， 其特征在于， 所述模板制作 单元还包括更新子单 元； 当所述框体内的内容被识别为目标商品后， 所述更新子单元用于获取所述框体， 并将 当前框体内的内容制作为模板图。 4.根据权利要求1所述的一种工业机器人的抓取控制系统， 其特征在于， 抓取判断模块 还包括转动控制 子模块， 所述转动控制 子模块与机械臂的转动单元连接， 所述转动控制 子 模块根据所述偏移角度控制所述 转动单元转动偏移角度数值 一样的角度。 5.一种工业机器人的抓取控制方法， 应用权利要求1～4所述一种工业机器人的抓取控 制系统， 其特征在于， 所述抓取控制系统包括工业机器人， 所述工业机器人设置有机械臂， 所述机械臂与摄 像设备电联接， 所述方法包括以下步骤： 摄像设备采集水线上的商品信息图片， 并将商品图片信息发送给 所述机械臂； 所述机械臂接收所述商品信息图片， 并将所述商品信息图片与全角度模板图进行匹 配， 分析出当前流水线中是否存在令机械臂动作执行 的目标商品， 并获取目标商标 的偏移 角度， 根据所述偏移角度旋转所述机械臂， 使机械臂夹手的夹持角度与目标商品的偏移角 度一致， 并对目标商品执 行抓取动作； 其中所述全角度模板设置有3 60个不同角度的模板图； 所述全角度模板图的匹配过程如下： A1： 使用One ‑Stage算法对商品信息图片进行识别框体提取， 将流水线上的物体以框体 的方式展现； A2： 使用全角度模板图对框体内的物体进行匹配识别， 判断当前商品信息图片中是否 存在有目标零件， 若存在则获取目标商品的偏移角度； A3： 对目标商品的框体进行符号标记， 所述符号标记方法为识别顺序以及偏移角度的 配合； 其中所述A 2中具体步骤如下： 对框体进行梯度提取和量化， 创建两层金字塔线性内存数据容器， 将测试图像线遍历 两层金字塔的数据； 其中遍历金字塔具体过程为： 获取目标梯度扩散平移数值大小， 获取得到金字塔线性 内存数据容器；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114800508 B 3