本技術(shù)屬于工業(yè)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種工業(yè)控制方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、3d視覺引導(dǎo)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于物流、汽車、工業(yè)智能制造等行業(yè)，可以采用視覺引導(dǎo)機(jī)械手來(lái)抓取物料等以代替人工作業(yè)。相關(guān)技術(shù)中存在通過(guò)3d配準(zhǔn)算法抓取物料的方法，但該方法容易導(dǎo)致在同一批旋轉(zhuǎn)對(duì)稱工件抓取上料過(guò)程中識(shí)別出不同的旋轉(zhuǎn)姿態(tài)，從而導(dǎo)致機(jī)械手根據(jù)視覺給的姿態(tài)產(chǎn)生不同旋轉(zhuǎn)姿態(tài)的抓取動(dòng)作，容易發(fā)生撞擊或損壞物料，作業(yè)安全性較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)旨在至少解決相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本技術(shù)提出一種工業(yè)控制方法和裝置，避免了對(duì)于旋轉(zhuǎn)對(duì)稱物體位姿估計(jì)不穩(wěn)定的問(wèn)題，從而避免了機(jī)械手與目標(biāo)對(duì)象發(fā)生撞擊或損壞物料，提高了作業(yè)安全性。

2、第一方面，本技術(shù)提供了一種工業(yè)控制方法，該方法包括：

3、對(duì)采集到的目標(biāo)對(duì)象在目標(biāo)角度下的初始點(diǎn)云和所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)云進(jìn)行處理，得到所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的第一點(diǎn)云；

4、計(jì)算得到所述第一點(diǎn)云中第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)與所述目標(biāo)點(diǎn)云中與所述第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)云數(shù)據(jù)之間的目標(biāo)加權(quán)距離；

5、基于各所述第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)加權(quán)距離，求解得到所述第一點(diǎn)云和所述目標(biāo)點(diǎn)云之間的剛體變換矩陣；

6、基于所述剛體變換矩陣對(duì)所述第一點(diǎn)云進(jìn)行處理，得到所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的第二點(diǎn)云；

7、基于所述第二點(diǎn)云，控制抓取所述目標(biāo)對(duì)象。

8、根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例提供的工業(yè)控制方法，通過(guò)對(duì)目標(biāo)對(duì)象的初始點(diǎn)云和目標(biāo)點(diǎn)云進(jìn)行粗匹配，并基于粗匹配結(jié)果進(jìn)行精匹配，得到目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的第一點(diǎn)云與目標(biāo)點(diǎn)云之間的剛體變換矩陣，從而可以基于剛體變換矩陣將第一點(diǎn)云對(duì)齊至目標(biāo)點(diǎn)云，以供機(jī)器人抓取目標(biāo)對(duì)象，避免了對(duì)于旋轉(zhuǎn)對(duì)稱物體位姿估計(jì)不穩(wěn)定的問(wèn)題，從而避免了機(jī)械手與目標(biāo)對(duì)象發(fā)生撞擊或損壞物料，提高了作業(yè)安全性。

9、本技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的工業(yè)控制方法，所述計(jì)算得到所述第一點(diǎn)云中第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)與所述目標(biāo)點(diǎn)云中與所述第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)云數(shù)據(jù)之間的目標(biāo)加權(quán)距離，包括：

10、計(jì)算多個(gè)所述第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)中目標(biāo)第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)與所述目標(biāo)第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)云數(shù)據(jù)所在平面之間的目標(biāo)距離；

11、基于所述目標(biāo)第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)距離，和多個(gè)所述第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)距離的中值，計(jì)算得到所述目標(biāo)第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的權(quán)重；

12、基于所述目標(biāo)第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)距離和所述目標(biāo)第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的權(quán)重，計(jì)算得到所述目標(biāo)第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)加權(quán)距離。

13、本技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的工業(yè)控制方法，所述基于各所述第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)加權(quán)距離，求解得到所述第一點(diǎn)云和所述目標(biāo)點(diǎn)云之間的剛體變換矩陣，包括：

14、基于所述第一點(diǎn)云、所述目標(biāo)點(diǎn)云和各所述第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)加權(quán)距離，構(gòu)建算法誤差函數(shù)；

15、基于所述算法誤差函數(shù)，求解得到所述剛體變換矩陣對(duì)應(yīng)的多個(gè)旋轉(zhuǎn)角度和多個(gè)平移量；

16、基于所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)角度和所述多個(gè)平移量，得到所述剛體變換矩陣。

17、本技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的工業(yè)控制方法，所述基于所述算法誤差函數(shù)，求解得到所述剛體變換矩陣對(duì)應(yīng)的多個(gè)旋轉(zhuǎn)角度和多個(gè)平移量，包括：

18、將所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)角度中目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角度確定為固定值，并基于所述固定值求解所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)角度中除所述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角度外的目標(biāo)數(shù)量的剩余旋轉(zhuǎn)角度以及所述多個(gè)平移量；

19、在所述目標(biāo)數(shù)量的剩余旋轉(zhuǎn)角度滿足目標(biāo)約束條件的情況下，基于所述剩余旋轉(zhuǎn)角度、所述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角度和所述多個(gè)平移量計(jì)算所述算法誤差函數(shù)的函數(shù)值；所述目標(biāo)數(shù)量的剩余旋轉(zhuǎn)角度滿足所述目標(biāo)約束條件包括：所述目標(biāo)數(shù)量為0或所述剩余旋轉(zhuǎn)角度滿足角度約束條件；

20、將至少一個(gè)函數(shù)值中最小函數(shù)值對(duì)應(yīng)的剩余旋轉(zhuǎn)角度和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角度確定為所述剛體變換矩陣對(duì)應(yīng)的多個(gè)旋轉(zhuǎn)角度，并將所述最小函數(shù)值對(duì)應(yīng)的多個(gè)平移量確定為所述剛體變換矩陣對(duì)應(yīng)的多個(gè)平移量。

21、本技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的工業(yè)控制方法，所述基于所述剛體變換矩陣對(duì)所述第一點(diǎn)云進(jìn)行處理，得到所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的第二點(diǎn)云，包括：

22、基于所述剛體變換矩陣對(duì)所述第一點(diǎn)云進(jìn)行變換處理，得到所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的第三點(diǎn)云；

23、在所述第三點(diǎn)云中存在第三點(diǎn)云數(shù)據(jù)和所述目標(biāo)點(diǎn)云中與所述第三點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)云數(shù)據(jù)之間的差異度大于目標(biāo)閾值的情況下，將所述第三點(diǎn)云確定為所述第一點(diǎn)云，并基于更新后的第一點(diǎn)云獲取剛體變換矩陣，直至滿足迭代條件，獲取所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的第二點(diǎn)云。

24、本技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的工業(yè)控制方法，所述對(duì)采集到的目標(biāo)對(duì)象在目標(biāo)角度下的初始點(diǎn)云和所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)云進(jìn)行處理，得到所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的第一點(diǎn)云，包括：

25、獲取所述初始點(diǎn)云中初始點(diǎn)云數(shù)據(jù)和所述目標(biāo)點(diǎn)云中與所述初始點(diǎn)云數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)云數(shù)據(jù)之間的候選姿態(tài)數(shù)據(jù)；所述候選姿態(tài)數(shù)據(jù)包括所述初始點(diǎn)云數(shù)據(jù)變換至所述目標(biāo)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的參數(shù)信息；

26、在所述候選姿態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度滿足角度約束條件的情況下，將所述候選姿態(tài)數(shù)據(jù)確定為目標(biāo)姿態(tài)數(shù)據(jù)；

27、基于所述目標(biāo)姿態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)所述初始點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行變換處理，得到所述第一點(diǎn)云。

28、本技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的工業(yè)控制方法，在所述基于所述目標(biāo)姿態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)所述初始點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行變換處理，得到所述第一點(diǎn)云之前，所述方法還包括：

29、在各所述候選姿態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度均不滿足所述角度約束條件的情況下，計(jì)算所述初始點(diǎn)云對(duì)應(yīng)的最小包圍盒的中心點(diǎn)和所述目標(biāo)點(diǎn)云對(duì)應(yīng)的最小包圍盒的中心點(diǎn)之間在目標(biāo)方向上的距離；

30、將所述距離確定為所述目標(biāo)姿態(tài)數(shù)據(jù)在所述目標(biāo)方向上的平移量，并將所述目標(biāo)姿態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度確定為0。

31、第二方面，本技術(shù)提供了一種工業(yè)控制裝置，該裝置包括：

32、第一處理模塊，用于對(duì)采集到的目標(biāo)對(duì)象在目標(biāo)角度下的初始點(diǎn)云和所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)云進(jìn)行處理，得到所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的第一點(diǎn)云；

33、第二處理模塊，用于計(jì)算得到所述第一點(diǎn)云中第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)與所述目標(biāo)點(diǎn)云中與所述第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)云數(shù)據(jù)之間的目標(biāo)加權(quán)距離；

34、第三處理模塊，用于基于各所述第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)加權(quán)距離，求解得到所述第一點(diǎn)云和所述目標(biāo)點(diǎn)云之間的剛體變換矩陣；

35、第四處理模塊，用于基于所述剛體變換矩陣對(duì)所述第一點(diǎn)云進(jìn)行處理，得到所述目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的第二點(diǎn)云；

36、第五處理模塊，用于基于所述第二點(diǎn)云，控制抓取所述目標(biāo)對(duì)象。

37、根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例提供的工業(yè)控制裝置，通過(guò)對(duì)目標(biāo)對(duì)象的初始點(diǎn)云和目標(biāo)點(diǎn)云進(jìn)行粗匹配，并基于粗匹配結(jié)果進(jìn)行精匹配，得到目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的第一點(diǎn)云與目標(biāo)點(diǎn)云之間的剛體變換矩陣，從而可以基于剛體變換矩陣將第一點(diǎn)云對(duì)齊至目標(biāo)點(diǎn)云，以供機(jī)器人抓取目標(biāo)對(duì)象，避免了對(duì)于旋轉(zhuǎn)對(duì)稱物體位姿估計(jì)不穩(wěn)定的問(wèn)題，從而避免了機(jī)械手與目標(biāo)對(duì)象發(fā)生撞擊或損壞物料，提高了作業(yè)安全性。

38、第三方面，本技術(shù)提供了一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述第一方面所述的工業(yè)控制方法。

39、第四方面，本技術(shù)提供了一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述第一方面所述的工業(yè)控制方法。

40、第五方面，本技術(shù)提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述第一方面所述的工業(yè)控制方法。

41、本技術(shù)實(shí)施例中的上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果之一：

42、通過(guò)對(duì)目標(biāo)對(duì)象的初始點(diǎn)云和目標(biāo)點(diǎn)云進(jìn)行粗匹配，并基于粗匹配結(jié)果進(jìn)行精匹配，得到目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的第一點(diǎn)云與目標(biāo)點(diǎn)云之間的剛體變換矩陣，從而可以基于剛體變換矩陣將第一點(diǎn)云對(duì)齊至目標(biāo)點(diǎn)云，以供機(jī)器人抓取目標(biāo)對(duì)象，避免了對(duì)于旋轉(zhuǎn)對(duì)稱物體位姿估計(jì)不穩(wěn)定的問(wèn)題，從而避免了機(jī)械手與目標(biāo)對(duì)象發(fā)生撞擊或損壞物料，提高了作業(yè)安全性。

43、進(jìn)一步地，通過(guò)計(jì)算目標(biāo)第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)與目標(biāo)點(diǎn)云數(shù)據(jù)之間的距離，進(jìn)而計(jì)算得到目標(biāo)第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的權(quán)重，可以有效降低離群噪聲點(diǎn)對(duì)后續(xù)配準(zhǔn)過(guò)程的影響，提高了配準(zhǔn)算法的魯棒性，同時(shí)提高了3d匹配的精確度與準(zhǔn)確度。

44、更進(jìn)一步地，通過(guò)使用帶角度約束的線性求解方法求解剛體變換矩陣對(duì)應(yīng)的多個(gè)旋轉(zhuǎn)角度和多個(gè)平移量，求解速度較快，避免了求解耗時(shí)較長(zhǎng)從而影響生產(chǎn)節(jié)拍的情況，提升了求解效率和求解精度。

45、再進(jìn)一步地，通過(guò)求解得到的剛體變換矩陣對(duì)第一點(diǎn)云進(jìn)行變換處理，得到第三點(diǎn)云，并在第三點(diǎn)云與目標(biāo)點(diǎn)云仍存在偏差的情況下，可以繼續(xù)進(jìn)行迭代優(yōu)化，使得最終求解得到的第二點(diǎn)云能夠與目標(biāo)點(diǎn)云完全重合，提高了后續(xù)抓取工件的精確度與準(zhǔn)確度。

46、本技術(shù)的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本技術(shù)的實(shí)踐了解到。