TWI730575B

TWI730575B - 確定標記物的深度標準值的方法、電腦裝置

Info

Publication number: TWI730575B
Application number: TW108148764A
Authority: TW
Inventors: 謝東村; 吳仲偉; 李智偉; 林佳億
Original assignee: 群邁通訊股份有限公司
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2021-06-11
Also published as: TW202127377A

Abstract

本發明提供確定標記物的深度標準值的方法，包括：獲得一個最大深度上限值；基於標記物的深度圖像獲取該標記物的深度參照值；基於該標記物的彩色圖像獲得該標記物的Z軸的座標值；當該標記物的深度參照值及該Z軸座標值都小於該最大深度上限值時，且當該標記物的深度參照值與Z軸座標值之間的差值不大於0時，將該深度參照值作為該標記物的深度標準值；以及當該差值大於0時，將該Z軸座標值作為該標記物的深度標準值。本發明還提供電腦裝置。本發明能快速準確地確定標記物的深度值。

Description

確定標記物的深度標準值的方法、電腦裝置

本發明涉及機器人控制技術領域，具體涉及一種確定標記物的深度標準值的方法、電腦裝置。

工廠在使用機械手臂實施自動化生產時，通常是根據目標物件上所貼的標記物來找到目標物件的夾取位置的。因此，所述標記物的深度值的準確與否直接影響到機械手臂對目標物件能否成功抓取。

鑒於以上內容，有必要提出一種確定標記物的深度標準值的方法、電腦裝置，能夠在無需更改現有治具及環境的前提下，快速準確地確定標記物的深度值，進而使得機械手臂能夠根據所確定的標記物的深度值來找到目標物件的夾取位置。

本發明第一方面提供一種確定標記物的深度標準值的方法，應用於電腦裝置，該方法包括：根據機械手臂的力感測器所檢測到的夾具在Z軸方向所受的壓力計算得到一個最大深度上限值；控制所述機械手臂的攝像機對標記物拍攝照片，獲得包含所述標記物的深度圖像和彩色圖像；從所述標記物的深度圖像獲取所述標記物的四個角的深度值；基於所述標記物的四個角的深度值計算得到所述標記物的深度參照值；基於所述彩色圖像獲得所述標記物的Z軸的座標值；當所述標記物的深度參照值及所述標記物的Z軸座標值都小於所述最大深度上限值時，計算所述標記物的深度參照值與所述標記物的Z軸座標值之間的差值；當所述差值小於或者等於0時，將所述深度參照值作為所述標記物的深度標準值；及當所述差值大於0時，將所述Z軸座標值作為所述標記物的深度標準值。

優選地，該方法還包括：當所述標記物的深度參照值及所述標記物的Z軸座標值中任意一者大於或者等於所述最大深度上限值時，根據所述機械手臂的力感測器所檢測到的夾具在Z軸方向所受的壓力重新計算所述最大深度上限值。

優選地，所述根據機械手臂的力感測器所檢測到的夾具在Z軸方向所受的壓力計算得到一個最大深度上限值包括：將所述機械手臂的夾具設置在距離承載平臺之一預設距離的位置；控制所述機械手臂帶動所述夾具勻速下移，同時利用所述力感測器檢測所述夾具在Z軸方向所受的壓力；當根據所述力感測器所檢測的所述夾具在Z軸方向所受的壓力確定所述夾具在Z軸方向所受的壓力的變化大於預設值時，讀取所述機械手臂的Z軸座標值；當讀取到N個所述機械手臂的Z軸座標值時，根據方均根演算法基於該N個所述機械手臂的Z軸座標值計算所述最大深度上限值。

優選地，該方法根據方均根演算法基於所述標記物的四個角的深度值計算得到所述標記物的深度參照值。

優選地，所述基於所述彩色圖像獲得所述標記物的Z軸的座標值包括：利用OPENCV函數基於所述彩色圖像獲得所述標記物的Z軸的座標值。

優選地，所述標記物位於承載平臺上且該標記物的四邊平行於該承載平臺。

本發明第二方面提供一種電腦裝置，所述電腦裝置包括儲存器和處理器，所述儲存器用於儲存多個模組，所述處理器用於執行所述多個模組，其中，所述多個模組包括：執行模組，用於根據機械手臂的力感測器所檢測到的夾具在Z軸方向所受的壓力計算得到一個最大深度上限值；拍攝模組，用於控制所述機械手臂的攝像機對標記物拍攝照片，獲得包含所述標記物的深度圖像和彩色圖像；所述執行模組，還用於從所述標記物的深度圖像獲取所述標記物的四個角的深度值；所述執行模組，還用於基於所述標記物的四個角的深度值計算得到所述標記物的深度參照值；所述執行模組，還用於基於所述彩色圖像獲得所述標記物的Z軸的座標值；所述執行模組，還用於當所述標記物的深度參照值及所述標記物的Z軸座標值都小於所述最大深度上限值時，計算所述標記物的深度參照值與所述標記物的Z軸座標值之間的差值；所述執行模組，還用於當所述差值小於或者等於0時，將所述深度參照值作為所述標記物的深度標準值；及所述執行模組，還用於當所述差值大於0時，將所述Z軸座標值作為所述標記物的深度標準值。

優選地，所述執行模組，還用於：當所述標記物的深度參照值及所述標記物的Z軸座標值中任意一者大於或者等於所述最大深度上限值時，根據所述機械手臂的力感測器所檢測到的夾具在Z軸方向所受的壓力重新計算所述最大深度上限值。

優選地，所述執行模組根據方均根演算法基於所述標記物的四個角的深度值計算得到所述標記物的深度參照值。

本發明實施例中所述的確定標記物的深度標準值的方法、電腦裝置，通過根據機械手臂的力感測器所檢測到的夾具在Z軸方向所受的壓力計算得到一個最大深度上限值；控制所述機械手臂的深度攝像機對標記物拍攝照片，獲得包含所述標記物的深度圖像和彩色圖像；基於所述標記物的深度圖像獲取到所述標記物的四個角的深度值；基於所述標記物的四個角的深度值計算得到所述標記物的深度參照值；基於所述彩色圖像獲得所述標記物的Z軸的座標值；當所述標記物的深度參照值及所述標記物的Z軸座標值都小於所述最大深度上限值時，計算所述標記物的深度參照值與所述標記物的Z軸座標值之間的差值；當所述差值小於或者等於0時，將所述深度參照值作為所述標記物的深度標準值；及當所述差值大於0時，將所述Z軸座標值作為所述標記物的深度標準值，能夠在無需更改現有治具及環境的前提下，快速準確地確定標記物的深度值，進而使得機械手臂能夠根據所確定的標記物的深度值來找到目標物件的夾取位置。

30:確定系統

301:執行模組

302:拍攝模組

1:電腦裝置

2:機械手臂

3:外治具

31:治具

4:承載平臺

51:儲存器

52:處理器

21:基座

22:臂部

23:夾具

24:力感測器

25:攝像機

41:標記物

40:目標物件

D11、D12、D13、D14:標記物的四個角的深度

為了更清楚地說明本發明實施例或習知技術中的技術方案，下面將對實施例或習知技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明較佳實施例提供的確定標記物的深度標準值的方法的應用環境圖。

圖2示意機械手臂以及治具。

圖3是本發明較佳實施例提供的確定標記物的深度標準值的方法的流程圖。

圖4是本發明較佳實施例提供的確定系統的功能模組圖。

圖5是本發明較佳實施例提供的電腦裝置的架構圖。

如下具體實施方式將結合上述附圖進一步說明本發明。

為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特徵和優點，下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述。需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明，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。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本發明。

請參圖1所示，在本實施例中，所述確定標記物的深度標準值的方法可以應用於由電腦裝置1以及機械手臂2所構成的應用環境中。

本實施例中，電腦裝置1可以與所述機械手臂2建立無線通訊連接。例如，所述電腦裝置1可以通過無線路由器(圖中未示出)與機械手臂2建立通訊連接。

請同時結合圖2所示，本實施例中，所述機械手臂2置於承載平臺4上。該承載平臺4可以為可移動平臺。本實施例中，該承載平臺4上還同時承載了一個外治具3。該外治具3還可以包括多個治具31。

本實施例中，所述機械手臂2包括基座21、臂部22、夾具23、力感測器(Force-Torque Sensor)24，以及攝像機25。所述臂部22與所述基座21連接，所述力感測器24設置於所述臂部22與所述攝像機25之間。所述夾具23設置在所述臂部22的前端。所述攝像機25可以為深度攝像機。

參閱圖2所示，本實施例中，所述機械手臂2所在的三維座標系可以是以所述機械手臂2的基座21的底端為原點O，以該基座21的底端所在的水平面為XOY平面，以及以豎直向上垂直於該XOY平面所在方向為Z軸。

本實施例中，所述電腦裝置1可以控制機械手臂2抓取置於所述治具31上的目標物件40，並將目標物件40放置到所述承載平臺4上。

本實施例中，該目標物件40可以為任何產品例如主機板或其他產品。

本實施例中，所述目標物件40上設置有標記物(Marker)41。該標記物41可以為ArUco Markers。

需要說明的是，ArUco marker是一個二進位平方標記，它由一個寬的黑邊和一個內部的二進位矩陣組成，內部的矩陣決定了ID。黑色的邊界有利於快速檢測到圖像，二進位編碼可以驗證ID，並且允許錯誤檢測和矯正技術的應用。ArUco Markers的大小決定了內部矩陣的大小。例如，一個4cm *4cm的ArUco Markers由16bits組成。

本實施例中，所述標記物41的大小可以是4cm*4cm。當然，在其他實施例中，該標記物41的大小也可以為其他尺寸。本實施例中，所述機械手臂2可以根據所述標記物41來找到目標物件40的夾取位置。因此，所述標記物41的深度值的準確與否直接影響到機械手臂2能否成功抓取目標物件40。

本實施例中，所述承載平臺4上還設置有一標記物41，該標記物41的四邊平行於該承載平臺4。下面將結合圖3來說明如何確定所述標記物41的深度值。在這裡，為便於清楚簡單說明本發明，將接下來所要確定的所述標記物41的深度值稱為深度標準值。

在本實施例中，所述確定標記物41的深度標準值的方法可以應用於電腦裝置1中，對於需要確定標記物的深度標準值的電腦裝置1，可以直接在電腦裝置1上集成本發明的方法所提供的用於確定標記物41的深度標準值的功能，或者以軟體開發套件(Software Development Kit，SDK)的形式運行在電腦裝置上。

如圖3所示，所述確定標記物的深度標準值的方法具體包括以下步驟，根據不同的需求，該流程圖中步驟的順序可以改變，某些步驟可以省略。

步驟S1，電腦裝置1根據機械手臂2的力感測器24所檢測到的夾具23在Z軸方向所受的壓力計算得到一個最大深度上限值Zmax。電腦裝置1以承載所述機械手臂2的承載平臺4所在的水平面建立XOY平面，以垂直於所述XOY平面所在方向為Z軸建立座標系O-XYZ。

具體地，參閱圖2所示，本實施例中，電腦裝置1以所述機械手臂2的基座21的底端為原點O，以該基座21的底端所在的水平面為XOY平面，以及以豎直向上垂直於該XOY平面所在方向為Z軸建立座標系O-XYZ。

在一個實施例中，所述根據機械手臂2的力感測器24所檢測到的夾具23在Z軸方向所受的壓力計算得到一個最大深度上限值Zmax包括(a1)-(a6)：

(a1)將所述機械手臂2的夾具23設置在距離所述承載平臺4為預設距離的位置。

本實施例中，所述預設距離可以為30釐米、35釐米。該預設距離可根據實際應用場景來設置。

(a2)控制所述機械手臂2帶動所述夾具23勻速下移，同時利用所述機械手臂2的力感測器24檢測所述夾具23在Z軸方向所受的壓力。

具體地，可以控制所述機械手臂2帶動所述夾具23作垂直向下的勻速運動。

(a3)根據所述力感測器24所檢測的所述夾具23在Z軸方向所受的壓力判斷所述夾具23在Z軸方向所受的壓力的變化是否大於預設值(例如1牛頓、1.5牛頓，或者其他值)。當所述夾具23在Z軸方向所受的壓力的變化大於所述預設值時，執行(a4)。當所述夾具23在Z軸方向所受的壓力的變化小於或者等於所述預設值時，繼續執行(a3)。

在一個實施例中，所述夾具23在Z軸方向所受的壓力的變化可以是指第一壓力值與第二壓力值之間的差值，其中，該第一壓力值是指所述機械手臂2帶動所述夾具23勻速下移過程中，所述夾具23在Z軸方向所受的壓力。所述第二壓力值是指所述機械手臂2未帶動所述夾具23勻速下移時所述夾具23在Z軸方向所受的壓力。換句話來講，所述第二壓力值是指所述機械手臂2帶動所述夾具23作勻速下移運動之前，該力感測器24所檢測獲得的壓力值。

(a4)當所述夾具23在Z軸方向所受的壓力的變化大於所述預設值時，讀取所述機械手臂2的Z軸座標值，將已經獲得的所述機械手臂2的 Z軸座標值的數目加1以統計已經獲得的所述機械手臂2的Z軸座標值的總數。

(a5)判斷是否已經獲得N個所述機械手臂2的Z軸座標值。若已經獲得N個所述機械手臂2的Z軸座標值，執行(a6)。若尚未獲得N個所述機械手臂2的Z軸座標值，執行(a1)。

本實施例中，N可以等於30，或者其他值，例如40或者50。

(a6)當已經獲得N個所述機械手臂2的Z軸座標值時，根據方均根演算法(Root Mean Square，縮寫為RMS)基於該N個所述機械手臂的Z軸座標值計算所述最大深度上限值Zmax。

所述方均根演算法也叫平方平均數(Quadratic mean)，是2次方的廣義平均數的運算式，也可叫做2次冪平均數。具體地，所述最大深度上限值Zmax的計算公式是：

其中，n表示所獲得的所述機械手臂2的Z軸座標值的總數(即本實施例中n=N，例如n=30)，x _i表示所獲得的每個所述機械手臂2的Z軸座標值。

步驟S2，電腦裝置1控制所述機械手臂2的攝像機25對位於所述承載平臺4的標記物41拍攝照片，獲得包含所述標記物41的深度圖像和彩色圖像。

如前面所述，位於所述承載平臺4的標記物41的四邊平行於該承載平臺4。如圖2所示。

需要說明的是，以下步驟中所提及的標記物41均指位於所述承載平臺4的標記物41，即不是指位於治具31上的目標物件40上的標記物41。

步驟S3，電腦裝置1從所述標記物41的深度圖像獲取所述標記物41的四個角的深度值。

例如，參閱圖2所示，電腦裝置1獲取到所述標記物41的四個角的深度值D11、D12、D13、D14。

步驟S4，電腦裝置1基於所述標記物41的四個角的深度值計算得到所述標記物41的深度參照值Zrms。

本實施例中，電腦裝置1根據所述方均根演算法基於所述標記物41的四個角的深度值計算得到所述標記物41的深度參照值Zrms。

具體地，所述深度參照值Zrms計算公式為：

其中，n表示所述標記物41的角的數目(即本實施例中n=4)，x _i表示所述標記物41的每個角的深度值。

步驟S5，電腦裝置1基於所述標記物41的彩色圖像獲得所述標記物41的Z軸的座標值Zcv。

具體地，電腦裝置1可以利用OPENCV函數基於所述彩色圖像來計算獲得所述標記物41的Z軸的座標值Zcv。

步驟S6，電腦裝置1判斷所述標記物41的深度參照值Zrms及所述標記物41的Z軸座標值Zcv是否都小於所述最大深度上限值Zmax。

當所述標記物41的深度參照值Zrms及所述標記物41的Z軸座標值Zcv都小於所述最大深度上限值Zmax時，執行步驟S7。

當所述標記物41的深度參照值Zrms及所述標記物41的Z軸座標值Zcv中任意一者大於或者等於所述最大深度上限值Zmax時，執行步驟S61，並於執行完步驟S61後回到步驟S1，由電腦裝置1根據機械手臂2的力感測器24所檢測到的夾具23在Z軸方向所受的壓力重新計算所述最大深度上限值Zmax。

步驟S61，電腦裝置1可以直接重新校準攝像機25或者發出提示，提示用戶重新校準所述攝像機25。

具體地，所述重新校準攝像機25包括校準所述攝像機25的拍攝參數例如焦距等。

步驟S7，當所述標記物41的深度參照值Zrms及所述標記物41的Z軸座標值Zcv都小於所述最大深度上限值Zmax時，電腦裝置1計算所述標記物41的深度參照值Zrms與所述標記物41的Z軸座標值Zcv之間的差值。當所述差值小於或者等於0時，將所述深度參照值Zrms作為所述標記物41的深度標準值；及當所述差值大於0時，將所述標記物41的Z軸座標值Zcv作為所述標記物41的深度標準值。

在其他實施例中，本發明還可以包括步驟S8。

步驟S8，當所述標記物41貼在治具31上的目標物件40上時，電腦裝置1可以控制機械手臂2根據上述確定的所述標記物41的深度標準值抓取與所述標記物41對應的目標物件40。

根據上述記載可知，本發明實施例的所述確定標記物的深度標準值的方法，通過根據機械手臂的力感測器所檢測到的夾具在Z軸方向所受的壓力計算得到一個最大深度上限值，其中，以承載所述機械手臂的承載平臺的水平面建立XOY平面，以垂直於所述XOY平面所在方向為Z軸建立座標系O-XYZ；控制所述機械手臂的深度攝像機對位於所述承載平臺的標記物拍攝照片，獲得所述標記物的深度圖像和彩色圖像；基於所述標記物的深度圖像獲取到所述標記物的四個角的深度值；基於所述標記物的四個角的深度值計算得到所述標記物的深度參照值；基於所述彩色圖像獲得所述標記物的Z軸的座標值；當所述標記物的深度參照值及所述標記物的Z軸座標值都小於所述最大深度上限值時，計算所述標記物的深度參照值與所述標記物的Z軸座標值之間的差值；當所述差值小於或者等於0時，將所述深度參照值作為所述標記物的深度標準值；及當所述差值大於0時，將所述Z軸座標值作為所述標記物的深度標準值，能夠在無需更改現有治具及環境的前提下，快速準確地確定標記物的深度值，進而使得機械手臂能夠根據所確定的標記物的深度值來找到目標物件的夾取位置。

上述圖3詳細介紹了本發明的確定標記物的深度標準值的方法，下面結合圖4和圖5，分別對實現確定標記物的深度標準值的方法的軟體裝置的功能模組以及實現確定標記物的深度標準值的方法的硬體裝置架構進行介紹。

應該瞭解，所述實施例僅為說明之用，在專利申請範圍上並不受此結構的限制。

參閱圖4所示，是本發明較佳實施例提供的確定系統30的功能模組圖。

在一些實施例中，所述確定系統30運行於電腦裝置1中。所述確定系統30可以包括多個由程式碼段所組成的功能模組。所述確定系統30中的各個程式段的電腦程式代碼可以儲存於電腦裝置1的儲存器中，並由所述電腦裝置1的至少一個處理器所執行，以實現確定標記物的深度標準值(詳見對圖3描述)。

本實施例中，所述確定系統30根據其所執行的功能，可以被劃分為多個功能模組。所述功能模組可以包括：執行模組301、拍攝模組302。本發明所稱的模組是指一種能夠被至少一個處理器所執行並且能夠完成固定功能的一系列電腦程式段，其儲存在儲存器中。在本實施例中，關於各模組的功能將在後續的實施例中詳述。

執行模組301根據機械手臂2的力感測器24所檢測到的夾具23在Z軸方向所受的壓力計算得到一個最大深度上限值Zmax。執行模組301以承載所述機械手臂2的承載平臺4所在的水平面建立XOY平面，以垂直於所述XOY平面所在方向為Z軸建立座標系O-XYZ。

具體地，參閱圖2所示，本實施例中，執行模組301以所述機械手臂2的基座21的底端為原點O，以該基座21的底端所在的水平面為XOY平面，以及以豎直向上垂直於該XOY平面所在方向為Z軸建立座標系O-XYZ。

在一個實施例中，所述根據機械手臂2的力感測器24所檢測到的夾具23在Z軸方向所受的壓力計算得到一個最大深度上限值Zmax包括(a1) -(a6)：

(a4)當所述夾具23在Z軸方向所受的壓力的變化大於所述預設值時，讀取所述機械手臂2的Z軸座標值，將已經獲得的所述機械手臂2的Z軸座標值的數目加1以統計已經獲得的所述機械手臂2的Z軸座標值的總數。

本實施例中，N可以等於30，或者其他值，例如40或者50。

其中，n表示所獲得的所述機械手臂2的Z軸座標值的總數(即本實施例中n=N)，x _i表示所獲得的每個所述機械手臂2的Z軸座標值。

拍攝模組302控制所述機械手臂2的攝像機25對位於所述承載平臺4的標記物41拍攝照片，獲得包含所述標記物41的深度圖像和彩色圖像。

需要說明的是，以下所提及的標記物41均指位於所述承載平臺4的標記物41，即不是指位於治具31上的目標物件40上的標記物41。

所述執行模組301從所述標記物41的深度圖像獲取所述標記物41的四個角的深度值。

例如，參閱圖2所示，所述執行模組301獲取到所述標記物41的四個角的深度值D11、D12、D13、D14。

所述執行模組301基於所述標記物41的四個角的深度值計算得到所述標記物41的深度參照值Zrms。

本實施例中，所述執行模組301根據所述方均根演算法基於所述標記物41的四個角的深度值計算得到所述標記物41的深度參照值Zrms。

具體地，所述深度參照值Zrms計算公式為：

所述執行模組301基於所述標記物41的彩色圖像獲得所述標記物41的Z軸的座標值Zcv。

具體地，所述執行模組301可以利用OPENCV函數基於所述彩色圖像來計算獲得所述標記物41的Z軸的座標值Zcv。

所述執行模組301判斷所述標記物41的深度參照值Zrms及所述標記物41的Z軸座標值Zcv是否都小於所述最大深度上限值Zmax。

當所述標記物41的深度參照值Zrms及所述標記物41的Z軸座標值Zcv中任意一者大於或者等於所述最大深度上限值Zmax時，執行模組301重新校準攝像機25或者發出提示，提示用戶重新校準所述攝像機25，然後由執行模組301根據機械手臂2的力感測器24所檢測到的夾具23在Z軸方向所受的壓力重新計算所述最大深度上限值Zmax。

當所述標記物41的深度參照值Zrms及所述標記物41的Z軸座標值Zcv都小於所述最大深度上限值Zmax時，執行模組301計算所述標記物41的深度參照值Zrms與所述標記物41的Z軸座標值Zcv之間的差值。當所述差值小於或者等於0時，將所述深度參照值Zrms作為所述標記物41的深度標準值；及當所述差值大於0時，將所述標記物41的Z軸座標值Zcv作為所述標記物41的深度標準值。

當所述標記物41貼在治具31上的目標物件40上時，執行模組301可以控制機械手臂2根據上述確定的所述標記物41的深度標準值抓取與所述標記物41對應的目標物件40。

根據上述記載可知，本發明實施例的所述的用於確定標記物的深度標準值的確定系統30，通過根據機械手臂的力感測器所檢測到的夾具在Z軸方向所受的壓力計算得到一個最大深度上限值，其中，以承載所述機械手臂的承載平臺的水平面建立XOY平面，以垂直於所述XOY平面所在方向為Z軸建立座標系O-XYZ；控制所述機械手臂的深度攝像機對位於所述承載平臺的標記物拍攝照片，獲得所述標記物的深度圖像和彩色圖像；基於所述標記物的深度圖像獲取到所述標記物的四個角的深度值；基於所述標記物的四個角的深度值計算得到所述標記物的深度參照值；基於所述彩色圖像獲得所述標記物的Z軸的座標值；當所述標記物的深度參照值及所述標記物的Z軸座標值都小於所述最大深度上限值時，計算所述標記物的深度參照值與所述標記物的Z軸座標值之間的差值；當所述差值小於或者等於0時，將所述深度參照值作為所述標記物的深度標準值；及當所述差值大於0時，將所述Z軸座標值作為所述標記物的深度標準值，能夠在無需更改現有治具及環境的前提下，快速準確地確定標記物的深度值，進而使得機械手臂能夠根據所確定的標記物的深度值來找到目標物件的夾取位置。

參閱圖5所示，為本發明較佳實施例提供的電腦裝置的結構示意圖。

本發明的較佳實施例中，電腦裝置1包括互相之間電氣連接的儲存器51、至少一個處理器52。

本領域技術人員應該瞭解，圖1示出的電腦裝置1的結構並不構成本發明實施例的限定，所述電腦裝置1還可以包括比圖示更多或更少的其他硬體或者軟體，或者不同的部件佈置。例如，所述電腦裝置1還可以包括顯示幕等部件。

在一些實施例中，所述電腦裝置1包括一種能夠按照事先設定或儲存的指令，自動進行數值計算和/或資訊處理的終端，其硬體包括但不限於微處理器、專用積體電路、可程式設計閘陣列、數文書處理器及嵌入式設備等。

需要說明的是，所述電腦裝置1僅為舉例，其他現有的或今後可能出現的電子產品如可適應於本發明，也應包含在本發明的保護範圍以內，並以引用方式包含於此。

在一些實施例中，所述儲存器51可以用於儲存電腦程式的程式碼和各種資料。例如，所述儲存器51可以用於儲存安裝在所述電腦裝置1中的確定系統30，並在電腦裝置1的運行過程中實現高速、自動地完成程式或資料的存取。所述儲存器51可以是包括唯讀儲存器(Read-Only Memory，ROM)、可程式設計唯讀儲存器(Programmable Read-Only Memory，PROM)、可抹除可程式設計唯讀儲存器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)、一次可程式設計唯讀儲存器(One-time Programmable Read-Only Memory，OTPROM)、電子抹除式可複寫唯讀儲存器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、唯讀光碟(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光碟儲存器、磁碟儲存器、磁帶儲存器、或者任何其他能夠用於攜帶或儲存資料的電腦可讀的儲存介質。

在一些實施例中，所述至少一個處理器52可以由積體電路組成。例如，可以由單個封裝的積體電路所組成，也可以是由多個相同功能或不同功能封裝的積體電路所組成，包括一個或者多個中央處理器(Central Processing unit，CPU)、微處理器、數文書處理晶片、圖形處理器及各種控制晶片的組合等。所述至少一個處理器52是所述電腦裝置1的控制核心(Control Unit)，利用各種介面和線路連接整個電腦裝置1的各個部件，通過運行或執行儲存在所述儲存器51內的程式或者模組，以及調用儲存在所述儲存器51內的資料，以執行電腦裝置1的各種功能和處理資料。

儘管未示出，所述電腦裝置1還可以包括給各個部件供電的電源(比如電池)，優選的，電源可以通過電源管理裝置與所述至少一個處理器52邏輯相連，從而通過電源管理裝置實現管理充電、放電、以及功耗管理等功能。電源還可以包括一個或一個以上的直流或交流電源、再充電裝置、電源故障檢測電路、電源轉換器或者逆變器、電源狀態指示器等任意元件。所述電腦裝置1還可以包括多種感測器、藍牙模組、Wi-Fi模組等，在此不再贅述。

上述以軟體功能模組的形式實現的集成的單元，可以儲存在一個電腦可讀取儲存介質中。上述軟體功能模組包括若干指令，該若干指令用以使得一台電腦裝置(可以車載電腦等)或處理器(processor)執行本發明各個實施例所述方法的部分。

在進一步的實施例中，結合圖4，所述至少一個處理器52可執行所述電腦裝置1的操作裝置以及安裝的各類應用程式(如確定系統30)等。

所述儲存器51中儲存有電腦程式代碼，且所述至少一個處理器52可調用所述儲存器51中儲存的電腦程式代碼以執行相關的功能。例如，圖5中所述的各個模組是儲存在所述儲存器51中的電腦程式代碼，並由所述至少一個處理器52所執行，從而實現所述各個模組的功能如確定標記物的深度值。

在本發明的一個實施例中，所述儲存器51儲存多個指令，所述多個指令被所述至少一個處理器52所執行以確定標記物的深度值。

具體地，結合圖3所示，所述至少一個處理器52執行上述多個指令以確定標記物的深度值的方法包括：根據機械手臂的力感測器所檢測到的夾具在Z軸方向所受的壓力計算得到一個最大深度上限值；控制所述機械手臂的攝像機對標記物拍攝照片，獲得包含所述標記物的深度圖像和彩色圖像；從所述標記物的深度圖像獲取所述標記物的四個角的深度值；基於所述標記物的四個角的深度值計算得到所述標記物的深度參照值；基於所述彩色圖像獲得所述標記物的Z軸的座標值；當所述標記物的深度參照值及所述標記物的Z軸座標值都小於所述最大深度上限值時，計算所述標記物的深度參照值與所述標記物的Z軸座標值之間的差值；當所述差值小於或者等於0時，將所述深度參照值作為所述標記物的深度標準值；及當所述差值大於0時，將所述Z軸座標值作為所述標記物的深度標準值。

優選地，所述根據機械手臂的力感測器所檢測到的夾具在Z軸方向所受的壓力計算得到一個最大深度上限值包括：將所述機械手臂的夾具設置在距離所述XOY平面為預設距離的位置；控制所述機械手臂帶動所述夾具勻速下移，同時利用所述力感測器檢測所述夾具在Z軸方向所受的壓力；當根據所述力感測器所檢測的所述夾具在Z軸方向所受的壓力確定所述夾具在Z軸方向所受的壓力的變化大於預設值時，讀取所述機械手臂的Z軸座標值；當讀取到N個所述機械手臂的Z軸座標值時，根據方均根演算法基於該N個所述機械手臂的Z軸座標值計算所述最大深度上限值。

優選地，所述標記物位於所述承載平臺上且該標記物的四邊平行於該承載平臺。

在本發明所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的電腦可讀儲存介質，裝置和方法，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述模組的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式。

所述作為分離部件說明的模組可以是或者也可以不是物理上分開的，作為模組顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位於一個地方，或者也可以分佈到多個網路單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部模組來實現本實施例方案的目的。

另外，在本發明各個實施例中的各功能模組可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以採用硬體的形式實現，也可以採用硬體加軟體功能模組的形式實現。

對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附申請專利範圍而不是上述說明限定，因此旨在將落在申請專利範圍的等同要件的含義和範圍內的所有變化涵括在本發明內。不應將申請專利範圍中的任何附圖標記視為限制所涉及的申請專利範圍。此外，顯然“包括”一詞不排除其他單元或，單數不排除複數。裝置申請專利範圍中陳述的多個單元或裝置也可以由一個單元或裝置通過軟體或者硬體來實現。第一，第二等詞語用來表示名稱，而並不表示任何特定的順序。

最後應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。

Claims

一種確定標記物的深度標準值的方法，應用於電腦裝置，其中，該方法包括：根據機械手臂的力感測器所檢測到的夾具在Z軸方向所受的壓力計算得到一個最大深度上限值；控制所述機械手臂的攝像機對標記物拍攝照片，獲得包含所述標記物的深度圖像和彩色圖像，其中，所述標記物貼在目標物件上；從所述標記物的深度圖像獲取所述標記物的四個角的深度值；基於所述標記物的四個角的深度值計算得到所述標記物的深度參照值；基於所述彩色圖像獲得所述標記物的Z軸的座標值；當所述標記物的深度參照值及所述標記物的Z軸座標值都小於所述最大深度上限值時，計算所述標記物的深度參照值與所述標記物的Z軸座標值之間的差值；當所述差值小於或者等於0時，將所述深度參照值作為所述標記物的深度標準值；當所述差值大於0時，將所述Z軸座標值作為所述標記物的深度標準值；及控制所述機械手臂基於所述標記物的深度標準值抓取所述目標物件。
如請求項1所述的確定標記物的深度標準值的方法，其中，該方法還包括：當所述標記物的深度參照值及所述標記物的Z軸座標值中任意一者大於或者等於所述最大深度上限值時，根據所述機械手臂的力感測器所檢測到的夾具在Z軸方向所受的壓力重新計算所述最大深度上限值。
如請求項2所述的確定標記物的深度標準值的方法，其中，所述根據機械手臂的力感測器所檢測到的夾具在Z軸方向所受的壓力計算得到一個最大深度上限值包括：將所述機械手臂的夾具設置在距離承載平臺之一預設距離的位置；控制所述機械手臂帶動所述夾具勻速下移，同時利用所述力感測器檢測所述夾具在Z軸方向所受的壓力；當根據所述力感測器所檢測的所述夾具在Z軸方向所受的壓力確定所述夾具在Z軸方向所受的壓力的變化大於預設值時，讀取所述機械手臂的Z軸座標值；當讀取到N個所述機械手臂的Z軸座標值時，根據方均根演算法基於該N個所述機械手臂的Z軸座標值計算所述最大深度上限值。
如請求項1所述的確定標記物的深度標準值的方法，其中，該方法根據方均根演算法基於所述標記物的四個角的深度值計算得到所述標記物的深度參照值。
如請求項1所述的確定標記物的深度標準值的方法，其中，所述基於所述彩色圖像獲得所述標記物的Z軸的座標值包括：利用OPENCV函數基於所述彩色圖像獲得所述標記物的Z軸的座標值。
如請求項1所述的確定標記物的深度標準值的方法，其中，所述標記物位於承載平臺上且該標記物的四邊平行於該承載平臺。
一種電腦裝置，其中，所述電腦裝置包括儲存器和處理器，所述儲存器用於儲存多個模組，所述處理器用於執行所述多個模組，其中，所述多個模組包括：執行模組，用於根據機械手臂的力感測器所檢測到的夾具在Z軸方向所受的壓力計算得到一個最大深度上限值；拍攝模組，用於控制所述機械手臂的攝像機對標記物拍攝照片，獲得包含所述標記物的深度圖像和彩色圖像，其中，所述標記物貼在目標物件上；所述執行模組，還用於從所述標記物的深度圖像獲取所述標記物的四個角的深度值；所述執行模組，還用於基於所述標記物的四個角的深度值計算得到所述標記物的深度參照值；所述執行模組，還用於基於所述彩色圖像獲得所述標記物的Z軸的座標值；所述執行模組，還用於當所述標記物的深度參照值及所述標記物的Z軸座標值都小於所述最大深度上限值時，計算所述標記物的深度參照值與所述標記物的Z軸座標值之間的差值；所述執行模組，還用於當所述差值小於或者等於0時，將所述深度參照值作為所述標記物的深度標準值；所述執行模組，還用於當所述差值大於0時，將所述Z軸座標值作為所述標記物的深度標準值；及所述執行模組，還用於控制所述機械手臂基於所述標記物的深度標準值抓取所述目標物件。
如請求項7所述的電腦裝置，其中，所述執行模組，還用於：當所述標記物的深度參照值及所述標記物的Z軸座標值中任意一者大於或者等於所述最大深度上限值時，根據所述機械手臂的力感測器所檢測到的夾具在Z軸方向所受的壓力重新計算所述最大深度上限值。
如請求項8所述的電腦裝置，其中，所述根據機械手臂的力感測器所檢測到的夾具在Z軸方向所受的壓力計算得到一個最大深度上限值包括：將所述機械手臂的夾具設置在距離承載平臺之一預設距離的位置；控制所述機械手臂帶動所述夾具勻速下移，同時利用所述力感測器檢測所述夾具在Z軸方向所受的壓力；當根據所述力感測器所檢測的所述夾具在Z軸方向所受的壓力確定所述夾具在Z軸方向所受的壓力的變化大於預設值時，讀取所述機械手臂的Z軸座標值；當讀取到N個所述機械手臂的Z軸座標值時，根據方均根演算法基於該N個所述機械手臂的Z軸座標值計算所述最大深度上限值。
如請求項7所述的電腦裝置，其中，所述執行模組根據方均根演算法基於所述標記物的四個角的深度值計算得到所述標記物的深度參照值。
如請求項7所述的電腦裝置，其中，所述基於所述彩色圖像獲得所述標記物的Z軸的座標值包括：利用OPENCV函數基於所述彩色圖像獲得所述標記物的Z軸的座標值。
如請求項7所述的電腦裝置，其中，所述標記物位於承載平臺上且該標記物的四邊平行於該承載平臺。