本發(fā)明屬于包裹分揀，更具體地，涉及一種基于標(biāo)定拍攝系統(tǒng)的包裹分揀方法、系統(tǒng)及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、包裹分揀是指物流領(lǐng)域中對無序放置的包裹進(jìn)行抓取、輸送以及碼放的過程。而?標(biāo)定拍攝系統(tǒng)?是計算機(jī)視覺和圖像處理中的一個重要過程，主要用于建立相機(jī)成像的幾何模型，確保從二維圖像中準(zhǔn)確恢復(fù)出三維空間信息，以獲取包裹分揀場景中各物體的位置，實現(xiàn)對包裹的精準(zhǔn)抓取、輸送以及碼放。

2、現(xiàn)有的包裹分揀方法采用在包裹分揀場景的頂部安裝相機(jī)的方式，來獲取包裹分揀場景的二維圖像，再通過特定的算法處理從這些二維圖像中復(fù)原出三維數(shù)據(jù)，形成三維點云圖像，以確定包裹抓取、輸送以及碼放的具體位置。但這一方法實現(xiàn)的前提是機(jī)械臂與相機(jī)的相對位置保持不變，若機(jī)械臂發(fā)生移動，則需要進(jìn)行重新標(biāo)定，以獲取最新的相機(jī)坐標(biāo)系與機(jī)械臂坐標(biāo)系的變換矩陣。這也導(dǎo)致了采用現(xiàn)有的包裹分揀方法對包裹進(jìn)行抓取的局限性大，難以實現(xiàn)對包裹的靈活抓取，與包裹分揀場景的適配性差，無法保障對包裹的精準(zhǔn)抓取、輸送和碼放。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的包裹分揀方法為保持機(jī)械臂與相機(jī)的相對位置保持不變，無法對機(jī)械臂進(jìn)行移動，導(dǎo)致對包裹的抓取局限性大、靈活性差、與包裹分揀場景的適配性差以及無法保障對包裹的精準(zhǔn)抓取、輸送和碼放的問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于標(biāo)定拍攝系統(tǒng)的包裹分揀方法、系統(tǒng)及設(shè)備。

3、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種基于標(biāo)定拍攝系統(tǒng)的包裹分揀方法，所述標(biāo)定拍攝系統(tǒng)包括安裝于用于進(jìn)行包裹分揀的機(jī)械臂的執(zhí)行端的相機(jī)，所述相機(jī)用于對包裹抓取區(qū)、包裹輸送區(qū)和包裹碼放區(qū)進(jìn)行拍攝，以獲取三個區(qū)域的三維點云圖像并生成相機(jī)坐標(biāo)系；

4、所述包裹分揀方法包括：

5、標(biāo)定環(huán)節(jié)：采用裝載于所述機(jī)械臂的執(zhí)行端上的標(biāo)定針對所述包裹抓取區(qū)內(nèi)的任一包裹的表面上的任一點進(jìn)行標(biāo)定，獲取標(biāo)定點在機(jī)械臂坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；

6、采用所述相機(jī)對包含所述標(biāo)定點在內(nèi)的所述包裹抓取區(qū)進(jìn)行拍攝，得到標(biāo)定點坐標(biāo)從機(jī)械臂坐標(biāo)系到標(biāo)定針坐標(biāo)系以及從所述標(biāo)定針坐標(biāo)系到相機(jī)坐標(biāo)系的變換矩陣，所述標(biāo)定針坐標(biāo)系為以標(biāo)定針的針尖為原點所建立的三維坐標(biāo)系；

7、抓取環(huán)節(jié)：根據(jù)所述變換矩陣，獲取所述機(jī)械臂坐標(biāo)系下的所述包裹抓取區(qū)中的每個包裹的抓取點坐標(biāo)，并基于所述抓取點坐標(biāo)生成抓取控制指令，以控制所述機(jī)械臂對每個所述包裹進(jìn)行抓?。?/p>

8、輸送環(huán)節(jié)：根據(jù)所述變換矩陣，獲取所述機(jī)械臂坐標(biāo)系下的每個所述包裹在所述包裹輸送區(qū)內(nèi)的輸送路徑坐標(biāo)集，并基于所述輸送路徑坐標(biāo)集生成輸送控制指令，以控制所述機(jī)械臂將每個所述包裹輸送至所述包裹碼放區(qū)；

9、碼放環(huán)節(jié)：根據(jù)所述變換矩陣，確定所述機(jī)械臂坐標(biāo)系下的每個所述包裹在所述包裹碼放區(qū)的碼放點坐標(biāo)，并基于所述碼放點坐標(biāo)生成碼放控制指令，以控制所述機(jī)械臂對每個所述包裹進(jìn)行碼放。

10、作為可選的是，所述標(biāo)定環(huán)節(jié)，具體包括：

11、設(shè)所述機(jī)械臂坐標(biāo)系下的所述標(biāo)定點坐標(biāo)為；

12、基于，得到所述機(jī)械臂坐標(biāo)系到所述標(biāo)定針坐標(biāo)系的變換矩陣為：

13、

14、式中：

15、、、、、以及分別為所述機(jī)械臂的六軸的位姿數(shù)據(jù)；

16、設(shè)所述相機(jī)坐標(biāo)系下的所述標(biāo)定點坐標(biāo)為；

17、基于和，得到所述標(biāo)定針坐標(biāo)系到所述相機(jī)坐標(biāo)系下的變換矩陣為：

18、。

19、作為可選的是所述抓取環(huán)節(jié)，具體包括：

20、對預(yù)獲取的所述包裹抓取區(qū)的三維點云圖像進(jìn)行分割，得到每個所述包裹的抓取點在所述相機(jī)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；

21、基于、和，以獲取每個所述包裹在所述機(jī)械臂坐標(biāo)系下的所述抓取點坐標(biāo)。

22、作為可選的是，所述抓取點為每個所述包裹的上表面的中心點。

23、作為可選的是，所述輸送環(huán)節(jié)，具體包括：

24、將預(yù)獲取的所述包裹輸送區(qū)的三維點云圖像中的物體擬合成整體；

25、選取所述包裹輸送區(qū)內(nèi)與所述整體不重合的區(qū)域，以獲取在所述相機(jī)坐標(biāo)系下的每個所述包裹的輸送路徑坐標(biāo)集；

26、基于、和，以獲取所述機(jī)械臂坐標(biāo)系下的每個所述包裹在所述包裹輸送區(qū)內(nèi)的輸送路徑坐標(biāo)集。

27、作為可選的是，所述相機(jī)被配置為能夠根據(jù)所述整體的變化頻率調(diào)整其拍攝頻率，以獲取所述整體的實時三維點云圖像。

28、作為可選的是，所述碼放環(huán)節(jié)，具體包括：

29、根據(jù)預(yù)獲取的所述包裹碼放區(qū)的三維點云圖像，得到所述包裹碼放區(qū)在所述相機(jī)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)集；

30、基于、和，獲取所述包裹碼放區(qū)在所述機(jī)械臂坐標(biāo)系下的坐標(biāo)集；

31、基于，將所述包裹碼放區(qū)劃分為若干碼放區(qū)域，選取每個碼放區(qū)域中的任一點，以確定每個所述包裹的碼放點坐標(biāo)。

32、作為可選的是，所述機(jī)械臂每進(jìn)行一次對每個所述包裹進(jìn)行碼放的動作后，均采用相機(jī)對所述包裹碼放區(qū)進(jìn)行拍攝，以獲取所述包裹碼放區(qū)的實時三維點云圖像。

33、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種基于標(biāo)定拍攝系統(tǒng)的包裹分揀系統(tǒng)，所述標(biāo)定拍攝系統(tǒng)包括機(jī)械臂和設(shè)置于所述機(jī)械臂的執(zhí)行端上的相機(jī)，所述相機(jī)用于對包裹抓取區(qū)、包裹輸送區(qū)和包裹碼放區(qū)進(jìn)行拍攝，以獲取三個區(qū)域的三維點云圖像并生成相機(jī)坐標(biāo)系；

34、所述包裹分揀系統(tǒng)包括：

35、標(biāo)定控制模塊，用于采用裝載于所述機(jī)械臂的執(zhí)行端上的標(biāo)定針對所述包裹抓取區(qū)內(nèi)的任一包裹的表面上的任一點進(jìn)行標(biāo)定，獲取標(biāo)定點在機(jī)械臂坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；

36、采用所述相機(jī)對包含所述標(biāo)定點在內(nèi)的所述包裹抓取區(qū)進(jìn)行拍攝，得到標(biāo)定點坐標(biāo)從機(jī)械臂坐標(biāo)系到標(biāo)定針坐標(biāo)系以及從所述標(biāo)定針坐標(biāo)系到相機(jī)坐標(biāo)系的變換矩陣，所述標(biāo)定針坐標(biāo)系為以標(biāo)定針的針尖為原點所建立的三維坐標(biāo)系；

37、抓取控制模塊，用于根據(jù)所述變換矩陣，獲取所述機(jī)械臂坐標(biāo)系下的所述包裹抓取區(qū)中的每個包裹的抓取點坐標(biāo)，并基于所述抓取點坐標(biāo)生成抓取控制指令，以控制所述機(jī)械臂對每個所述包裹進(jìn)行抓??；

38、輸送控制模塊，用于根據(jù)所述變換矩陣，獲取所述機(jī)械臂坐標(biāo)系下的每個所述包裹在所述包裹輸送區(qū)內(nèi)的輸送路徑坐標(biāo)集，并基于所述輸送路徑坐標(biāo)集生成輸送控制指令，以控制所述機(jī)械臂將每個所述包裹輸送至所述包裹碼放區(qū)；

39、碼放控制模塊，用于根據(jù)所述變換矩陣，確定所述機(jī)械臂坐標(biāo)系下的每個所述包裹在所述包裹碼放區(qū)的碼放點坐標(biāo)，并基于所述碼放點坐標(biāo)生成碼放控制指令，以控制所述機(jī)械臂對每個所述包裹進(jìn)行碼放。

40、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種基于標(biāo)定拍攝系統(tǒng)的包裹分揀設(shè)備，包括處理器和存儲器，所述處理器執(zhí)行所述存儲器中保存的計算機(jī)程序時實現(xiàn)上述任一種基于標(biāo)定拍攝系統(tǒng)的包裹分揀方法。

41、本發(fā)明的有益效果在于：

42、本發(fā)明提出的基于標(biāo)定拍攝系統(tǒng)的包裹分揀方法，采用裝載于機(jī)械臂的執(zhí)行端上的標(biāo)定針對包裹抓取區(qū)內(nèi)的任一包裹的表面上的任一點進(jìn)行標(biāo)定，獲取標(biāo)定點在機(jī)械臂坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，并采用設(shè)置于機(jī)械臂的執(zhí)行端上的相機(jī)對包含標(biāo)定點在內(nèi)的包裹抓取區(qū)進(jìn)行拍攝，得到標(biāo)定點坐標(biāo)從機(jī)械臂坐標(biāo)系到標(biāo)定針坐標(biāo)系以及從標(biāo)定針坐標(biāo)系到相機(jī)坐標(biāo)系的變換矩陣，標(biāo)定針坐標(biāo)系為以標(biāo)定針的針尖為原點所建立的三維坐標(biāo)系，并基于變換矩陣，獲取機(jī)械臂坐標(biāo)系下的每個包裹的抓取點坐標(biāo)、輸送路徑坐標(biāo)集和碼放點坐標(biāo)，以控制機(jī)械臂對每個包裹進(jìn)行抓取、輸送和碼放。與現(xiàn)有的包裹分揀方法相比，本發(fā)明的包裹分揀方法因相機(jī)安裝于機(jī)械臂上，使得相機(jī)與機(jī)械臂的執(zhí)行端的相對位置關(guān)系始終保持不變，從而使得機(jī)械臂能夠根據(jù)包裹分揀需求進(jìn)行移動，靈活地從多個方位對包裹進(jìn)行抓取，以更好地適配不同的包裹分揀場景，實現(xiàn)對包裹的精準(zhǔn)抓取、輸送和碼放。

43、本發(fā)明的基于標(biāo)定拍攝系統(tǒng)的包裹分揀系統(tǒng)和基于標(biāo)定拍攝系統(tǒng)的包裹分揀設(shè)備與上述基于標(biāo)定拍攝系統(tǒng)的包裹分揀方法屬于一個總的發(fā)明構(gòu)思，至少具有與上述基于標(biāo)定拍攝系統(tǒng)的包裹分揀方法相同的有益效果，其有益效果在此不再贅述。

44、根據(jù)以上內(nèi)容可知，采用本發(fā)明的技術(shù)方案能夠有效地解決現(xiàn)有的包裹分揀方法為保持機(jī)械臂與相機(jī)的相對位置保持不變，無法對機(jī)械臂進(jìn)行移動，導(dǎo)致對包裹的抓取局限性大、靈活性差、與包裹分揀場景的適配性差以及無法保障對包裹的精準(zhǔn)抓取、輸送和碼放的問題。

45、本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后具體實施方式部分予以詳細(xì)說明。