上海第二工业大学陈云霞获国家专利权
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龙图腾网获悉上海第二工业大学申请的专利一种基于图像识别的自适应力机械臂夹取控制方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120307309B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510814508.3,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权一种基于图像识别的自适应力机械臂夹取控制方法及系统是由陈云霞;韩永利;汪志锋;李庆梅;蔡宝设计研发完成,并于2025-06-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于图像识别的自适应力机械臂夹取控制方法及系统在说明书摘要公布了:本发明适用于机械臂控制技术领域,提供了一种基于图像识别的自适应力机械臂夹取控制方法及系统,系统包括机械臂,机械臂包括机械臂本体和机械夹爪;图像采集模块,用于采集物体的2D图像及深度信息;图像处理模块,用于对采集的图像进行预处理、轮廓提取和位姿坐标确定;数据传输模块,用于将图像处理模块处理后的物体轮廓、大小及位姿坐标信息传输至控制器;控制器,用于接收数据传输模块发送的信息并控制机械臂的运动及夹取力;安装在机械夹爪上的薄膜压力传感器,用于实时监测夹取力并反馈至控制器,本发明能够根据不同物体的特性自动规划路径和施加合适的力,提高了机械臂夹取操作的灵活性、准确性和安全性,适用于多种自动化场景。
本发明授权一种基于图像识别的自适应力机械臂夹取控制方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于图像识别的自适应力机械臂夹取控制系统,包括机械臂,所述机械臂包括机械臂本体和机械夹爪,其特征在于,还包括: 图像采集模块,用于采集物体的2D图像及深度信息; 图像处理模块,与所述图像采集模块连接,用于对采集的图像进行预处理、轮廓提取和位姿坐标确定; 数据传输模块,用于将图像处理模块处理后的物体轮廓、大小及位姿坐标信息传输至控制器; 控制器,用于接收数据传输模块发送的信息并控制机械臂的运动及夹取力; 安装在机械夹爪上的薄膜压力传感器,用于实时监测夹取力并反馈至控制器; 所述图像采集模块为单目3D摄像头,且图像采集模块安装于机械臂工作空间正上方,镜头光轴垂直于物体所在平面,确保视野覆盖机械臂全工作区域; 所述图像处理模块包括: 图像预处理单元,用于对图像进行去噪、灰度化和边缘检测,其中去噪采用高斯滤波算法,滤波核的大小和标准差根据图像噪声方差估计值动态调整: 当小于设定阈值时,采用的滤波核,标准差设为1;当介于和之间时,采用的滤波核,标准差设为1.5;当大于时,采用的滤波核,标准差设为2; 轮廓提取单元,采用基于梯度的轮廓检测算法和MaskR-CNN算法提取物体轮廓; 位姿坐标确定单元,利用PnP算法结合单目3D摄像头标定参数计算物体的三维位置和旋转角度,并通过迭代优化方法提高精度,优化目标函数为: ; 其中是图像中特征点的实际坐标,是根据当前位姿估计重投影得到的坐标,n是特征点的数量; 所述控制器包括: 路径规划单元,采用改进的算法,根据物体位姿和机械臂运动学约束规划夹取路径,其中路径规划的代价函数包含关节约束函数: ; 其中是机械臂第j个关节的角度,和是该关节的角度上限和下限,m是关节的数量; 初始力确定单元,利用支持向量回归(SVR)模型预测夹取物体的初始力大小; 力闭环控制单元,采用自适应模糊PID控制算法动态调整夹取力,根据力传感器反馈的偏差和偏差变化率调整PID参数; 所述改进的算法引入动态权重机制,根据障碍物分布密度调整启发函数权重,当障碍物密度高时增大目标点距离权重,当障碍物密度低时减小权重以提高路径平滑性。
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