CN115781665B - 一种基于单目相机的机械臂控制方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种基于单目相机的机械臂控制方法、装置及存储介质，所述方法包括：根据起始位置条件指示所述机械臂移动，使机械臂夹爪至指定起始位置，获得起始坐标；获取单位像素长度和目标物体的中心像素坐标，根据单位像素长度对中心像素坐标进行坐标转换，得到第一偏移坐标，其中，第一偏移坐标用于表征中心像素坐标平移到像素原点坐标的偏移量的物理长度；获取第二偏移坐标和目标高度坐标，根据第一偏移坐标、第二偏移坐标和目标高度坐标对起始坐标进行调整，获得目标坐标，其中，第二偏移坐标用于表征单目相机到机械臂夹爪的偏移量；根据目标坐标指示机械臂夹爪夹取目标物体。

Description

一种基于单目相机的机械臂控制方法、装置及存储介质

技术领域

本公开涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种基于单目相机的机械臂控制方法、装置及存储介质。

背景技术

通过视觉***引导机械臂作业，可以代替人工进行高强度、高危险的工作，因此被广泛应用在各行各业。目前需要在机械臂上安装深度相机，利用深度相机获取目标物体在世界坐标系下的坐标，然后再将世界坐标系下的坐标转换成机械臂坐标系下的坐标，从而实现机械臂对目标物体进行抓取，但是深度相机价格较高，而如果采用单目相机进行视觉抓取，由于单目相机所采集的图像信息在内容上具有局限性，无法获得深度相机***的信息量，导致通过单目相机进行视觉抓取的机械臂存在抓取精度低的问题。

发明内容

本公开提供了一种基于单目相机的机械臂控制方法、装置及存储介质，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。

根据本公开的第一方面，提供了一种基于单目相机的机械臂控制方法，所述方法包括：根据起始位置条件指示所述机械臂移动，使机械臂夹爪至指定起始位置，获得起始坐标；获取单位像素长度和目标物体的中心像素坐标，根据所述单位像素长度对所述中心像素坐标进行坐标转换，得到第一偏移坐标，其中，所述第一偏移坐标用于表征所述中心像素坐标平移到像素原点坐标的偏移量的物理长度；获取第二偏移坐标和目标高度坐标，根据所述第一偏移坐标、所述第二偏移坐标和所述目标高度坐标对所述起始坐标进行调整，获得目标坐标，其中，所述第二偏移坐标用于表征单目相机到所述机械臂夹爪的偏移量；根据所述目标坐标指示所述机械臂夹爪夹取所述目标物体。

在一可实施方式中，在所述获取单位像素长度和目标物体的中心像素坐标之前，所述方法包括：对所述目标物体上的标识物进行识别，获得所述标识物的像素尺寸；获取所述标识物的物理尺寸，根据所述物理尺寸和所述像素尺寸确定所述单位像素长度。

在一可实施方式中，在所述获取单位像素长度和目标物体的中心像素坐标之前，所述方法还包括：通过固定在所述机械臂夹爪的单目相机对所述目标物体进行识别，获取所述目标物的中心像素坐标，所述中心像素坐标用于表征所述目标物体的中点在成像平面的位置信息。

在一可实施方式中，在所述获取第二偏移坐标和目标高度坐标之前，所述方法包括：接收调整指令，根据所述调整指令获取调整初始值和调整参数；根据所述调整参数对所述调整初始值进行迭代运算，直到满足终止条件，得到所述第二偏移坐标。

在一可实施方式中，所述方法还包括：指示所述机械臂夹爪将所述目标物体移动到目标位置。

在一可实施方式中，所述标识物为二维码或Aruco码。

根据本公开的第二方面，提供了一种基于单目相机的机械臂控制装置，所述装置包括：获得模块，用于根据起始位置条件指示所述机械臂移动，使机械臂夹爪至指定起始位置，获得起始坐标；转换模块，用于获取单位像素长度和目标物体的中心像素坐标，根据所述单位像素长度对所述中心像素坐标进行坐标转换，得到第一偏移坐标，其中，所述第一偏移坐标用于表征所述中心像素坐标平移到像素原点坐标的偏移量的物理长度；调整模块，用于获取第二偏移坐标和目标高度坐标，根据所述第一偏移坐标、所述第二偏移坐标和所述目标高度坐标对所述起始坐标进行调整，获得目标坐标，其中，所述第二偏移坐标用于表征单目相机到所述机械臂夹爪的偏移量；指示模块，用于根据所述目标坐标指示所述机械臂夹爪夹取所述目标物体。

在一可实施方式中，所述装置还包括，识别模块，用于对所述目标物体上的标识物进行识别，获得所述标识物的像素尺寸；确定模块，获取所述标识物的物理尺寸，根据所述物理尺寸和所述像素尺寸确定所述单位像素长度。

在一可实施方式中，所述识别模块，还用于通过固定在所述机械臂夹爪的单目相机对所述目标物体进行识别，获取所述目标物的中心像素坐标，所述中心像素坐标用于表征所述目标物体的中点在成像平面的位置信息。

在一可实施方式中，所述装置还包括，接收模块，用于接收调整指令，根据所述调整指令获取调整初始值和调整参数；运算模块，用于根据所述调整参数对所述调整初始值进行迭代运算，直到满足终止条件，得到所述第二偏移坐标。

在一可实施方式中，所述装置还包括，移动模块，用于指示所述机械臂夹爪将所述目标物体移动到目标位置。

根据本公开的第三方面，提供了一种基于单目相机的机械臂抓取***，所述抓取***包括控制器、机械臂夹爪和单目相机；所述单目相机设置于所述机械臂夹爪上；所述单目相机用于获得标识物的像素尺寸和目标物体的中心像素坐标；所述机械臂夹爪用于夹取所述目标物体，并将所述目标物体移动到目标位置；所述控制器用于根据起始位置条件指示所述机械臂移动，使机械臂夹爪至指定起始位置；根据所述单位像素长度对所述中心像素坐标进行坐标转换，得到第一偏移坐标，其中，所述第一偏移坐标用于表征所述中心像素坐标平移到像素原点坐标的偏移量的物理长度；根据所述第一偏移坐标、所述第二偏移坐标和所述目标高度坐标对所述起始坐标进行调整，获得目标坐标，其中，所述第二偏移坐标用于表征单目相机到所述机械臂夹爪的偏移量；根据所述目标坐标指示所述机械臂夹爪夹取所述目标物体。

根据本公开的第四方面，提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本公开所述的方法。

根据本公开的第五方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使所述计算机执行本公开所述的方法。

本公开的一种基于单目相机的机械臂控制方法、装置及存储介质，通过获得机械臂夹爪的起始坐标，然后获取单位像素长度和目标物体的中心像素坐标，根据单位像素长度对中心像素坐标进行坐标转换，得到第一偏移坐标；再获取第二偏移坐标和目标高度坐标，根据第一偏移坐标、第二偏移坐标和目标高度坐标对起始坐标进行调整，获得目标坐标；最后，根据目标坐标指示机械臂夹爪夹取目标物体。应用本公开的方法实现了使用普通的单目相机即可进行准确、稳定、厘米级的视觉抓取，而且由于使用普通的单目相机代替深度相机，节约了成本；本方法尤其适用于目标物体尺寸统一、搬运位置相对固定的场景，成本低、操作步骤简单。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1示出了本公开实施例一种基于单目相机的机械臂控制方法的实现流程示意图；

图2示出了本公开实施例一种基于单目相机的机械臂控制方法的实现场景示意图一；

图3示出了本公开实施例一种基于单目相机的机械臂控制方法的实现场景示意图二；

图4示出了本公开实施例一种基于单目相机的机械臂控制方法的实现场景示意图三；

图5示出了本公开实施例一种基于单目相机的机械臂抓取***的组成结构示意图；

图6示出了本公开实施例一种基于单目相机的机械臂控制装置的组成结构示意图；

图7示出了本公开实施例一种电子设备的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而非全部实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

图1示出了本公开实施例一种基于单目相机的机械臂控制方法的实现流程示意图。

如图1所示，根据本公开实施例的第一方面，提供了一种基于单目相机的机械臂控制方法，本方法包括：操作101，根据起始位置条件指示机械臂移动，使机械臂夹爪至指定起始位置，获得起始坐标；操作102，获取单位像素长度和目标物体的中心像素坐标，根据单位像素长度对中心像素坐标进行坐标转换，得到第一偏移坐标，其中，第一偏移坐标用于表征中心像素坐标平移到像素原点坐标的偏移量的物理长度；操作103，获取第二偏移坐标和目标高度坐标，根据第一偏移坐标、第二偏移坐标和目标高度坐标对起始坐标进行调整，获得目标坐标，其中，第二偏移坐标用于表征单目相机到机械臂夹爪的偏移量；操作104，根据目标坐标指示机械臂夹爪夹取目标物体。

本方法实施例公开的基于单目相机的机械臂控制方法，通过先获得机械臂夹爪的起始坐标，然后获取单位像素长度和目标物体的中心像素坐标，根据单位像素长度对中心像素坐标进行坐标转换，得到第一偏移坐标；再获取第二偏移坐标和目标高度坐标，根据第一偏移坐标、第二偏移坐标和目标高度坐标对起始坐标进行调整，获得目标坐标；最后，根据目标坐标指示机械臂夹爪夹取目标物体；本方法使用普通的单目相机即可进行准确、稳定、厘米级的视觉抓取，很大程度的节约了成本；本方法尤其适用于目标物体尺寸统一、搬运位置相对固定的场景，例如在产品生产线上对于某零件的搬运，成本低、操作步骤简单。

图2示出了本公开实施例一种基于单目相机的机械臂控制方法的实现场景示意图一。

在本方法操作101中，如图2所示，单目相机安装在机械臂夹爪上，起始位置条件为使目标物***于机械臂夹爪上的单目相机的视场范围内，即单目相机可以拍摄到目标物体；起始位置为机械臂移动到满足起始位置条件时机械臂夹爪所处的位置；起始坐标为机械臂夹爪位于起始位置时在机械臂坐标系的坐标值，其中，机械臂坐标系为与物理尺寸相关的单位，例如毫米。

具体的，确定单目相机的视场范围，移动机械臂直至机械臂夹爪上的单目相机可以拍摄到目标物体，停止移动机械臂，此时机械臂夹爪的位置即为目标起始位置；通过机械臂示教器读取此时机械臂夹爪在机械臂坐标系下的坐标，记为起始坐标，例如起始坐标为(x，y，z，r_x，r_y，r_z)，其中x、y是平面坐标，z是高度坐标，r_x，r_y，r_z分别是围绕x，y，z旋转的姿态。

图3示出了本公开实施例一种基于单目相机的机械臂控制方法的实现场景示意图二。

在本方法操作102中，如图3所示，以单目相机的成像平面的中心点为原点、以像素为单位、px为横轴py为纵轴建立像素坐标系，其中，目标物体图像为单目相机拍摄到的目标物体在相机成像界面的图像。

单位像素长度为一单位像素的实际物理长度；目标物体为需要机械臂进行视觉抓取的物体；目标物体的中心像素坐标为目标物体图像的中心点在像素坐标系中的像素坐标值；像素原点坐标为像素坐标系的原点的坐标，即(0，0)，第一偏移坐标表征中心像素坐标平移到像素原点坐标的偏移量的物理长度，该物理长度的单位与机械臂坐标系的单位保持一致。

具体的，通过单目相机读取目标物体的中心像素坐标，例如(pa，pb)，即目标物体图像的中心点距离像素坐标系中的px轴pb个像素，距离像素坐标系中的py轴pa个像素；例如此时的单位像素长度为ratio，根据单位像素长度将中心像素坐标距离像素原点坐标的像素值转化为实际的物理尺寸，获得第一偏移坐标，第一偏移坐标用(delta_x_obj，delta_y_obj)表示，其中，delta_x_obj＝pa×ratio，delta_y_obj＝pb×ratio。

在本方法操作103中，第二偏移坐标用于表征在机械臂坐标系下单目相机到机械臂夹爪的偏移量，由于拍摄目标物体的是单目相机，对目标物体进行抓取的是机械臂夹爪，单目相机与机械臂夹爪之间存在位置偏差，所以，需要根据单目相机到机械臂夹爪的偏移量对起始坐标进行调整，以减小单目相机与机械臂夹爪之间的偏移量对抓取的影响；目标高度坐标为机械臂夹爪可以抓取到目标物体时所处的高度坐标，应当理解的是，在此步骤之前，通过对机械臂进行标定已经获取第二偏移坐标和目标高度坐标，即在操作103中，第二偏移坐标和目标高度坐标为已知量。

具体的，获取第二偏移坐标和目标高度坐标，例如第二偏移坐标为(delta_x，delta_y)，目标高度坐标为t_z；此前，在操作101和操作102中已获得起始坐标(x，y，z，r_x，r_y，r_z)、第一偏移坐标为(delta_x_obj，delta_y_obj)；通过第一偏移坐标、第二偏移坐标和目标高度坐标对起始坐标进行调整，即可获得目标坐标(t_x，t_y，t_z，r_x，r_y，r_z)，其中，t_x＝x+delta_x_obj+delta_x、t_y＝y+delta_y_obj+delta_y。

在本方法操作104中，获取目标坐标后，机械臂根据目标坐标移动，使机械臂夹爪到达目标坐标，抓取目标物体。

应用本公开的方法实现了使用普通的单目相机即可进行准确、稳定、厘米级的视觉抓取，而且由于使用普通的单目相机代替深度相机，节约了成本；本方法尤其适用于目标物体尺寸统一、搬运位置相对固定的场景，成本低、操作步骤简单。

在本公开的一个实施例中，在上述步骤102之前，还包括：对目标物体上的标识物进行识别，获得标识物的像素尺寸；然后获取标识物的物理尺寸，根据物理尺寸和像素尺寸确定单位像素长度。

图4示出了本公开实施例一种基于单目相机的机械臂控制方法的实现场景示意图三；

如图4所示，标识物粘贴在目标物体的上表面，标识物为任意可以识别出像素信息的物体，例如aruco码、二维码等；标识物的像素尺寸为此时相机所拍摄的标识物的图像的像素大小，标识物的物理尺寸为标识物的实际物理尺寸，单位像素长度为一像素的实际物理尺寸。

具体的，例如标识物为aruco码，aruco码粘贴在目标物体的上表面，通过单目相机识别目标物体上方的aruco码，获得aruco码的像素尺寸为psize，已知aruco码的物理尺寸为size，获得此时物理尺寸与像素尺寸的比例值为ratio＝size/psize，ratio的值即为单位像素长度。

在本公开的一个实施例中，在上述步骤102之前，还包括：首先通过固定在机械臂夹爪的单目相机对目标物体进行识别，然后获取目标物的中心像素坐标，中心像素坐标用于表征目标物体的中点在成像平面的位置信息。

目标物体的中心像素坐标为目标物体图像的中心点在像素坐标系中的像素坐标；具体的，如图3所示，通过单目相机对目标物体进行拍摄，得到目标物体图像，通过单目相机读取目标物体图像的中心点在像素坐标系中的像素坐标值。

在本公开的一个实施例中，在上述步骤103之前，还包括：接收调整指令，根据调整指令获取调整初始值和调整参数；根据调整参数对调整初始值进行迭代运算，直到满足终止条件，得到第二偏移坐标。

调整指令用于调整由于单目相机与机械臂夹爪之间存在位置偏差，对视觉抓取造成的影响，调整指令中包括调整初始值和调整参数，调整初始值为每次调整时首次赋予第二偏移坐标的值，调整参数为后续对第二偏移坐标进行调整时，第二偏移坐标每次递增的值，终止条件为机械臂夹爪能够准确的抓取到目标物体。

具体的，例如调整初始值为(0，0)，首先将(0，0)作为第二偏移坐标，根据此时的第二偏移坐标以及第一偏移坐标和目标高度坐标对起始坐标进行调整，得到此时的抓取坐标，根据此时的抓取坐标指示机械臂移动，如果此时机械臂夹爪能够抓取到目标物体，将(0，0)确定为第二偏移坐标；如果此时机械臂夹爪不能抓取到目标物体，将此时抓取坐标的坐标值加上调整参数，获得新的抓取坐标，再根据新的抓取坐标抓取目标物体，如此反复迭代抓取坐标值直至机械臂夹爪能够抓取到目标物体，将满足终止条件后的抓取坐标确定为第二偏移坐标。

在本公开的一个实施例中，方法还包括：指示机械臂夹爪将目标物体移动到目标位置。

目标位置为需要将目标物体移动到的终点位置，具体的，机械臂夹爪抓取到目标物体以后，根据预先录入的目标位置的坐标，指示机械臂夹取目标物体移动到目标位置，将目标物体放置在目标位置。

为方便对上述实施例的理解，以下提供一种具体实施场景进行说明。

本公开实施例的基于单目相机的机械臂控制方法主要包括准备工作、机械臂标定和机械臂抓取三部分。

一、首先进行准备工作

1、在机械臂夹爪上方安装单目相机，如图2所示；

2、移动机械臂至单目相机能够拍摄到目标物体，同时保证摄像头和水平面平行。记录此时机械臂夹爪在机械臂坐标系下的起始坐标(x，y，z，r_x，r_y，r_z)，例如为(1000，800，1000，r_x，r_y，r_z)，其中机械臂坐标系的单位是毫米；

3、获取目标高度坐标：移动机械臂至机械臂夹爪能够抓取到目标物体，读取此时机械臂夹爪在机械臂坐标系下的坐标，记录该坐标中的高度坐标t_z，t_z即为目标高度坐标，例如为500毫米。

二、机械臂标定

1、获取单位像素长度：

如图4所示，在目标物体上表面贴上标识物，通过单目相机识别标识物，获得标识物的像素尺寸psize，例如psize为180个像素，已知标识物的物理尺寸size，例如size为50毫米，获得物理尺寸与像素尺寸的比例值ratio＝size/psize＝50/180＝0.27毫米/像素，即单位像素长度ratio为每像素的实际物理长度为0.27毫米；

2、获取第二偏移坐标：

(1)、首先使机械臂夹爪到达起始坐标(1000，800，1000，r_x，r_y，r_z)；

(2)、然后通过单目相机获得目标物体在像素坐标系下的中心像素坐标(pa，pb)，其中，像素坐标系的单位为像素，例如(pa，pb)为(400，300)，通过单位像素长度ratio将中心像素坐标(pa，pb)转换为物理长度表示，得到第一偏移坐标(delta_x_obj，delta_y_obj)为(108，81)，该坐标的单位为毫米，具体的，delta_x_obj＝pa×ratio＝400像素×0.27毫米/像素＝108毫米、delta_x_obj＝pb×ratio＝300像素×0.27毫米/像素＝81毫米；

(3)、再后接收调整指令，调整指令包括调整初始值和调整参数，例如调整初始值为(0，0)，其单位为毫米，调整参数为1毫米；

首先将调整初始值(0，0)作为第二偏移坐标(delta_x，delta_y)的初始值，即delta_x＝0，delta_y＝0；

获得此时机械臂夹爪的抓取坐标(t_x，t_y，t_z，r_x，r_y，r_z)，其中，

t_x＝x+delta_x_obj+delta_x＝1000+108+0＝1108毫米、

t_y＝y+delta_y_obj+delta_y＝800+81+0＝881毫米，

即此时抓取坐标为(1108，881，500，r_x，r_y，r_z)，该坐标的单位为毫米；指示机械臂夹爪到达抓取坐标(1108，881，500，r_x，r_y，r_z)，如果此时机械臂夹爪不能准确的抓取到目标物体，将此时delta_x和delta_y的值加上调整参数得到的新的抓取坐标，即delta_x＝0+1＝1毫米，delta_y＝0+1＝1毫米，获得此时抓取坐标为(1109，882，500，r_x，r_y，r_z)，再根据新的抓取坐标指示机械臂夹爪进行抓取，如果此时机械臂夹爪还不能准确的抓取到目标物体，再将delta_x和delta_y的值加上调整参数，即delta_x＝1+1＝2毫米，delta_y＝1+1＝2毫米，此时抓取坐标为(1110，883，500，r_x，r_y，r_z)，若机械臂夹爪根据此时的抓取坐标可以准确的抓取到目标物体，则记录第二偏移坐标为(2，2)。

通过上述准备工作以及机械臂的标定步骤，已获取到单位像素长度为0.27毫米/像素、第二偏移坐标为(2，2)，该坐标单位为毫米，和目标高度坐标500毫米，经过一次准备工作以及机械臂标定后，在后续的所有抓取过程中，可以直接使用上述信息；如果目标物体的尺寸发生改变，需要按照上述步骤重新进行准备工作和标定，获取新的单位像素长度、第二偏移坐标和目标高度坐标。

三、视觉抓取：

1、移动机械臂，至机械臂夹爪上的单目相机可以拍摄到目标物体，并使摄像头与目标物体所在的水平面保持水平，停止移动，记录此时机械臂夹爪在机械臂坐标系下的起始坐标(900，800，900，r_x，r_y，r_z)；

2、通过单目相机读取此时目标物体图像在像素坐标系下的中心点坐标，中心像素坐标为(500，600)，获取单位像素长度ratio为0.27毫米/像素，通过将中心像素坐标的坐标值分别与单位像素长度相乘即500像素×0.27毫米/像素＝135毫米、600像素×0.27毫米/像素＝162毫米，获得第一偏移坐标(135，162)，该坐标的单位为毫米。

3、获得第二偏移坐标(2，2)和目标高度坐标tz为500毫米，分别将起始坐标的平面坐标值与第一偏移坐标和第二偏移坐标相加，即900+135+2＝1037毫米、800+162+2＝964毫米，获得目标坐标(1037，964，500，r_x，r_y，r_z)，该坐标为机械臂坐标系下的坐标；

4、根据目标坐标(1037，964，500，r_x，r_y，r_z)指示机械臂移动，使机械臂夹爪移动至目标物体处，抓取目标物体。

图5示出了本公开实施例一种基于单目相机的机械臂抓取***的组成结构示意图。

如图5所示，本公开实施例提供了一种基于单目相机的机械臂抓取***，本***包括：控制器、机械臂夹爪和单目相机；单目相机设置于机械臂夹爪上；单目相机用于获得标识物的像素尺寸和目标物体的中心像素坐标；机械臂夹爪用于夹取目标物体，并将目标物体移动到目标位置；控制器用于根据起始位置条件指示机械臂移动，使机械臂夹爪至指定起始位置；根据单位像素长度对中心像素坐标进行坐标转换，得到第一偏移坐标，其中，第一偏移坐标用于表征中心像素坐标平移到像素原点坐标的偏移量的物理长度；根据第一偏移坐标、第二偏移坐标和目标高度坐标对起始坐标进行调整，获得目标坐标，其中，第二偏移坐标用于表征单目相机到机械臂夹爪的偏移量；根据目标坐标指示机械臂夹爪夹取目标物体。

图6示出了本公开实施例一种基于单目相机的机械臂控制装置的组成结构示意图。

如图6所示，本公开实施例提供了一种基于单目相机的机械臂控制装置，本装置包括：获得模块601，用于根据起始位置条件指示机械臂移动，使机械臂夹爪至指定起始位置，获得起始坐标；转换模块602，用于获取单位像素长度和目标物体的中心像素坐标，根据单位像素长度对中心像素坐标进行坐标转换，得到第一偏移坐标，其中，第一偏移坐标用于表征中心像素坐标平移到像素原点坐标的偏移量的物理长度；调整模块603，用于获取第二偏移坐标和目标高度坐标，根据第一偏移坐标、第二偏移坐标和目标高度坐标对起始坐标进行调整，获得目标坐标，其中，第二偏移坐标用于表征单目相机到机械臂夹爪的偏移量；指示模块604，用于根据目标坐标指示机械臂夹爪夹取目标物体。

在一可实施方式中，装置还包括，识别模块605，用于对目标物体上的标识物进行识别，获得标识物的像素尺寸；确定模块606，获取标识物的物理尺寸，根据物理尺寸和像素尺寸确定单位像素长度。

在一可实施方式中，识别模块605，还用于通过固定在机械臂夹爪的单目相机对目标物体进行识别，获取目标物的中心像素坐标，中心像素坐标用于表征目标物体的中点在成像平面的位置信息。

在一可实施方式中，装置还包括，接收模块607，用于接收调整指令，根据调整指令获取调整初始值和调整参数；运算模块608，用于根据调整参数对调整初始值进行迭代运算，直到满足终止条件，得到第二偏移坐标。

在一可实施方式中，装置还包括，移动模块609，用于指示机械臂夹爪将目标物体移动到目标位置。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备和一种可读存储介质。

图7示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备700的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。

如图7所示，设备700包括计算单元701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的计算机程序或者从存储单元708加载到随机访问存储器(RAM)703中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 703中，还可存储设备700操作所需的各种程序和数据。计算单元701、ROM 702以及RAM 703通过总线704彼此相连。输入/输出(I/O)接口705也连接至总线704。

设备700中的多个部件连接至I/O接口705，包括：输入单元706，例如键盘、鼠标等；输出单元707，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元708，例如磁盘、光盘等；以及通信单元709，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元709允许设备700通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

计算单元701可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元701的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元701执行上文所描述的各个方法和处理，例如一种基于单目相机的机械臂控制方法。例如，在一些实施例中，一种基于单目相机的机械臂控制方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元708。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 702和/或通信单元709而被载入和/或安装到设备700上。当计算机程序加载到RAM 703并由计算单元701执行时，可以执行上文描述的一种基于单目相机的机械臂控制方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元701可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行一种基于单目相机的机械臂控制方法。

本文中以上描述的***和技术的各种实施方式可以在数字电子电路***、集成电路***、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上***(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程***上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储***、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储***、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行***、装置或设备使用或与指令执行***、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体***、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的***和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的***和技术实施在包括后台部件的计算***(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算***(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算***(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的***和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算***中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将***的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。

计算机***可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式***的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于单目相机的机械臂控制方法，其特征在于，所述方法包括：

根据起始位置条件指示所述机械臂移动，使机械臂夹爪至指定起始位置，获得起始坐标；

获取单位像素长度和目标物体的中心像素坐标，根据所述单位像素长度对所述中心像素坐标进行坐标转换，得到第一偏移坐标，其中，所述第一偏移坐标用于表征所述中心像素坐标平移到像素原点坐标的偏移量的物理长度；

获取第二偏移坐标和目标高度坐标，根据所述第一偏移坐标、所述第二偏移坐标和所述目标高度坐标对所述起始坐标进行调整，获得目标坐标，其中，所述第二偏移坐标用于表征单目相机到所述机械臂夹爪的偏移量；

根据所述目标坐标指示所述机械臂夹爪夹取所述目标物体；

在所述获取第二偏移坐标和目标高度坐标之前，所述方法包括：

接收调整指令，根据所述调整指令获取调整初始值和调整参数；

根据所述调整参数对所述调整初始值进行迭代运算，直到满足终止条件，得到所述第二偏移坐标；

在所述获取单位像素长度和目标物体的中心像素坐标之前，所述方法包括：

对所述目标物体上的标识物进行识别，获得所述标识物的像素尺寸；

获取所述标识物的物理尺寸，根据所述物理尺寸和所述像素尺寸确定所述单位像素长度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取单位像素长度和目标物体的中心像素坐标之前，所述方法还包括：

通过固定在所述机械臂夹爪的单目相机对所述目标物体进行识别，获取所述目标物体的中心像素坐标，所述中心像素坐标用于表征所述目标物体的中点在成像平面的位置信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

指示所述机械臂夹爪将所述目标物体移动到目标位置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标识物为二维码或Aruco码。

5.一种基于单目相机的机械臂控制装置，其特征在于，所述装置包括：

获得模块，用于根据起始位置条件指示所述机械臂移动，使机械臂夹爪至指定起始位置，获得起始坐标；

转换模块，用于获取单位像素长度和目标物体的中心像素坐标，根据所述单位像素长度对所述中心像素坐标进行坐标转换，得到第一偏移坐标，其中，所述第一偏移坐标用于表征所述中心像素坐标平移到像素原点坐标的偏移量的物理长度；

调整模块，用于获取第二偏移坐标和目标高度坐标，根据所述第一偏移坐标、所述第二偏移坐标和所述目标高度坐标对所述起始坐标进行调整，获得目标坐标，其中，在所述获取第二偏移坐标和目标高度坐标之前，所述装置还包括：接收调整指令，根据所述调整指令获取调整初始值和调整参数；根据所述调整参数对所述调整初始值进行迭代运算，直到满足终止条件，得到所述第二偏移坐标；

其中，所述第二偏移坐标用于表征单目相机到所述机械臂夹爪的偏移量；

指示模块，用于根据所述目标坐标指示所述机械臂夹爪夹取目标物体；

在所述获取单位像素长度和目标物体的中心像素坐标之前，所述装置还包括：

对所述目标物体上的标识物进行识别，获得所述标识物的像素尺寸；

获取所述标识物的物理尺寸，根据所述物理尺寸和所述像素尺寸确定所述单位像素长度。

6.一种基于单目相机的机械臂抓取***，其特征在于，所述抓取***包括控制器、机械臂夹爪和单目相机；

所述单目相机设置于所述机械臂夹爪上；

所述单目相机用于获得标识物的像素尺寸和目标物体的中心像素坐标；

所述机械臂夹爪用于夹取目标物体，并将所述目标物体移动到目标位置；

所述控制器用于根据起始位置条件指示所述机械臂移动，使机械臂夹爪至指定起始位置；根据单位像素长度对所述中心像素坐标进行坐标转换，得到第一偏移坐标，其中，所述第一偏移坐标用于表征所述中心像素坐标平移到像素原点坐标的偏移量的物理长度；根据所述第一偏移坐标、第二偏移坐标和目标高度坐标对起始坐标进行调整，获得目标坐标，其中，在获取所述第二偏移坐标和所述目标高度坐标之前，所述抓取***还包括：接收调整指令，根据所述调整指令获取调整初始值和调整参数；根据所述调整参数对所述调整初始值进行迭代运算，直到满足终止条件，得到所述第二偏移坐标；

其中，所述第二偏移坐标用于表征所述单目相机到所述机械臂夹爪的偏移量；

根据所述目标坐标指示所述机械臂夹爪夹取所述目标物体；

在所述根据单位像素长度对所述中心像素坐标进行坐标转换之前，所述抓取***还包括：

对所述目标物体上的标识物进行识别，获得所述标识物的像素尺寸；

获取所述标识物的物理尺寸，根据所述物理尺寸和所述像素尺寸确定所述单位像素长度。

7.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-4中任一项所述的方法。

8.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-4中任一项所述的方法。