(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 202210810147.1 (22)申请日 2022.07.11 (71)申请人 深圳市麦瑞 包装制品有限公司 地址 518102 广东省深圳市宝安区西乡街 道宝安大道通 成路旭生大厦11楼1119 号 (72)发明人 王梦君　 (74)专利代理 机构 深圳锴权知识产权代理事务 所(普通合伙) 44825 专利代理师 张巍 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B25J 5/00(2006.01) B25J 13/06(2006.01) B25J 15/06(2006.01)B25J 19/02(2006.01) B25J 19/06(2006.01) (54)发明名称 一种包装容器工业制造用机 器手定位方法 (57)摘要 本发明公开一种包装容器工业制造用机器 手定位方法， 涉及控制、 测量技术领域， 解决的技 术问题是包装容器工业制造用机器手定位。 采用 方法是通过设计具有能够执行机器手定位和拾 取的算法的程序， 通过计算单元完成信号处理； 构建一种结合机器视觉与弗洛伊德插点法的最 短路径定位算法， 该算法能够根据机器手移动前 后的变化自动完成参数特征点矩阵化处理， 使机 器手移动参数变化清晰的表达出来， 从而完成机 器手的定位规划处理， 通过机器视觉测量精准的 位置定位。 本发 明能够实现工业制造用机器手定 位控制和智能化评估， 以提高机器手定位评估能 力。 权利要求书3页 说明书7页 附图4页 CN 114872054 A 2022.08.09 CN 114872054 A 1.一种包 装容器工业制造用机器 手定位方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 步骤一： 基于包装容器的可移动机器手设置轮式移动底座 （9） ， 所述轮式移动底座 （9） 内部设置电池 （14） ， 可移动机器手内部还设置有机器手控制器， 通过设置机器手传感器 （1） 和视觉传感器 （15） 采集工业制造数据信息， 机器手控制器 分别向移动基座 （9） 和操纵臂 （2） 输出控制 信号， 用于移动导航和物品拾取； 操纵臂 （2） 用于拾取物品大小、 形状、 重量和位置 信息； 通过将操纵臂 （2） 安装在垂直执行器台上来扩展机器人的垂直可达性， 垂直执行器级 将能够使操纵臂 （2） 上升和下降， 以便末端吸盘 （13） 到达较高和较低的拾取位置； 吸盘 （13） 处的真空吸力通过机器手控制器驱动阀门来接合和分离， 从而允许机器手抓住接触的所需 拾取物品， 将物品移动到包 装容器(6)中将其释放， 进行包 装工作； 步骤二： 基于包装容器的可移动机器手还设置有操作界面(4)， 所述操作界面(4)包括 图形显示监视器和输入设备， 其中输入设备为触摸屏、 语音命令、 键盘、 输入按钮或终端设 备； 操作界面(4)设置为使用户命令和控制可移动机器手执行本地化任务， 并手动输入产品 拾取调度信息， 从而发送可移动机器 手执行包装任务； 步骤三： 基于包装容器的可移动机器手还设置有一个或多个安全灯或闪光灯(8)、 一个 声音警告信号器或喇叭、 一个或多个紧急停止按钮(7)， 在操作界面(4)上的某个其他点上 显示定位故障信息； 当机器手传感器 （1） 检测到基于包装容器的可移动机器手的不稳定或 不安全诊断状态， 停止基于包装容器的可移动机器手运行； 当机器手传感器 （1） 检测到附近 有人或障碍物， 停止基于包 装容器的可移动机器 手运行； 通过机器 手控制器处 理； 步骤四： 机器手控制器可被配置为运行一组具有能够执行机器手定位和拾取的算法的 程序， 通过计算单元完成信号处理； 计算单元包括了一种 结合机器视觉与 弗洛伊德插点法 的最短路径定位算法， 最短路径定位算法能够根据机器手移动前后的变化自动完成参数特 征点矩阵化处理， 使机器手移动参数变化清晰表达出来， 完成机器手的定位规划处理， 通过 机器视觉测量精准的位置 定位； 其中最短路径定位 算法的步骤为： 步骤 （1） ： 通过公式 （1） 计算两个时间节点机器 手发生移动的距离 长度： （1） 公式 （1） 中， 下标A与B为机械手移动点； 表示机器手节点A到下一测量点B的距离长 度； 表示机器手当前伸缩杆长度； 与 表示A与B的两个时间节点； 表示可移动机 器手的移动速度； 步骤 （2） ： 根据公式 （1） 计算的移动距离长度进行矩阵化处理， 得到多个可移动机器手 定位测量 点之间的距离矩阵D表示 为：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114872054 A 2（2） 公式 （2） 中， A、 B、 C、 D均表示可移动机器手定位测量点； 表示两个相 邻可移动机器手 定位测量 点无路径冲突； 通过矩阵D可以看出 可移动机器 手的位置关系； 步骤3： 根据视觉传感器 （15） 可以计算可移动机器手测距和阴影匹配 大致位置解 的 加权平均值： （3） 公式 （3） 中， 和 分别是指阴影匹配和视觉测距位置解， 和 是各自解 的权重矩阵； 利用可移动机器手位置解 对其进行加权， 从而隐式假设其误差分布为高 斯分布； 使用最小二乘估计从距离矩阵D 中提取一组伪距测量值计算最终可移动机器手位 置解， 其表达式为： （4） 公式 （4） 中， 是估计的状态向量， 包括位置和时间解， 是先前预测的状态向量， 是测量向量， 是根据 预测的测量向量， Wp是加权矩阵， 通过以下公式表示： （5） 公式 （5） 中， 是可移动机器手处于当前位置的概率， 是估计的伪距误差标准偏 差， 通过等式 （4） 输出可移动机器手位置解能使得机器视觉传感器阴影匹配在视线方向上 通常更精确， 满足机器 手定位高精度的需求。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114872054 A 3