(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211044139.7 (22)申请日 2022.08.30 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115115636 A (43)申请公布日 2022.09.27 (73)专利权人 南通长石科技有限公司 地址 226000 江苏省南 通市海安市城东 镇 和顺路68号 (72)发明人 李秀华　 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06T 7/11(2017.01) G06T 7/62(2017.01) G06T 5/00(2006.01) G06V 10/74(2022.01)G06V 10/77(2022.01) G06V 10/774(2022.01) 审查员 丁娇 (54)发明名称 一种无人抓料机智能控制系统及控制方法 (57)摘要 本发明涉及抓料机抓钩 位姿调整技术领域， 具体涉及一种无人抓料机智能控制系统及控制 方法， 方法包括： 构建抓钩结构图和缝隙结构图， 基于获得的距离范围和搜索范围得到由中心节 点和子图节 点构成子图； 抓钩结构图中中心点与 各抓钩节点之间的连线的夹角组成第一角度序 列； 基于第一角度序列和第二角度序列获得子图 与抓钩结构图的匹配度； 匹配度大于第一阈值的 子图为抓取待选子图； 基于抓取待选子图中每个 缝隙节点对应的缝隙区域的面积获得抓取待选 子图的面积率； 抓取待选子图的面积率与匹配度 的乘积为抓取待选子图的抓取匹配程度； 基于抓 取匹配程度最大的抓取待选子图中缝隙区域的 分布调整抓钩的位姿。 本发明能够提高无人抓料 机抓取物料的成功率。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115115636 B 2022.12.13 CN 115115636 B 1.一种无人抓料机智能控制方法， 其特征在于， 该方法包括： 获取抓料机抓钩抓取物料 时的视频帧图像并进 行筛选得到一帧抓取物料图像； 将抓取物料灰度图进 行灰度化得到抓 取灰度图， 对抓取 灰度图进行分割获得物料之间的缝隙区域； 基于抓取灰度图中抓钩上钩子的分布， 将每个钩子作为一个抓钩节点构建抓钩结构 图； 抓钩结构图中相邻的抓钩节点相互连接； 获取灰度图中每两个缝隙区域之间的最小距 离和最大距离组成距离范围； 将每个缝隙区域作为一个缝隙节点构建缝隙结构图， 每两个 缝隙节点之 间的边权值为距离范围； 相邻抓钩节 点之间的距离和一个抓钩节点到另一个抓 钩节点之间的最大距离组成搜索范围； 以任意一个缝隙节点为中心节点， 获得与中心节点 之间的边权值在搜索范围内的缝隙节点， 记为子图节点； 若一个中心节点的子图节点的数 量大于预设阈值， 则中心 节点和子图节点构成子图； 抓钩结构图中中心点与各抓钩节点之间的连线的夹角组成第 一角度序列； 子图中中心 点与各缝隙节点之 间的连线的夹角组成第二角度序列； 基于第一角度序列和 第二角度序列 获得子图与抓钩结构图的匹配度； 匹配度大于第一阈值的子图为抓取待选子图； 基于抓取 待选子图中每个缝隙节点对应的缝隙区域的面积获得抓取待选子图的面积率； 抓取待选子 图的面积率与匹配度的乘积为抓取待选子图的抓取匹配程度； 基于抓取匹配程度最大的抓 取待选子图中缝隙区域的分布调整抓钩的位姿； 所述基于第 一角度序列和第 二角度序列获得子图与抓钩结构图的匹配度包括： 将第 二 角度序列中的元素中的元素进 行移位， 第二角度序列中的元素每移 位一次获得一个新的第 二角度子序列， 分别计算第二角度序列对应的多个第二角度子序列与第一角度序列的余弦 相似度， 所述 余弦相似度的最大值 为子图与抓钩结构图的匹配度。 2.根据权利要求1所述的一种无人抓料机智能控制方法， 其特征在于， 所述获取抓料机 抓钩抓取物料时的视频帧图像并进行筛选得到一帧抓取物料图像包括： 利用DNN语义分割 获得视频帧图像中的抓钩区域和物料区域； 若一个视频帧图像中抓钩区域与 物料区域无交 集， 保留该视频帧图像作为待筛选图像； 获得为标准矩形 的物料区域的最大主成分方向和 最小主成分方向的差值， 作为标准差值； 获得待筛选图像中物料区域的最大主成分方向和 最小主成分方向的差值， 作为实际差值； 筛选出实际差值与标准差值差异最小的物料区域 所在的待筛 选图像， 作为 抓取物料图像。 3.根据权利要求1所述的一种无人抓料机智能控制方法， 其特征在于， 所述获取灰度图 中每两个缝隙区域之间的最小距离和最大距离组成距离范围包括： 所述最小距离是指从一 个缝隙区域内的一点出发达到另一个缝隙区域内的最小距离； 所述最大距离是指从一个缝 隙区域内的一 点出发到另一个缝隙区域内的最大距离 。 4.根据权利要求1所述的一种无人抓料机智能控制方法， 其特征在于， 所述基于抓取待 选子图中每个缝隙节 点对应的缝隙区域的面积获得抓取待选子图的面积率包括： 抓取待选 子图中每个缝隙节点对应的缝隙区域的面积与抓取待选子图中缝隙节点对应的缝隙区域 的面积的最大值的比值为每个缝隙节点对应的缝隙区域的面积比例值； 抓取待选子图中每 个缝隙节点对应的缝隙区域的面积比例值的和的平均值 为抓取待选 子图的面积率。 5.根据权利要求1或4所述的一种无人抓料机智能控制方法， 其特征在于， 所述基于抓 取匹配程度最大的抓取待选子图中缝隙区域的分布调整抓钩的位姿包括： 获得得到所述余 弦相似度的最大值时第二角度序列中元素移 位的次数； 将第二角度序列中从第一个元素开权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115115636 B 2始的预设数量的元素相加获得位姿调整参数， 其中预设数量与所述第二角度序列中元素移 位的次数相等； 基于位姿调整参数调整抓钩的位姿。 6.一种无人抓料机智能控制系统， 包括存储器、 处理器以及存储在存储器上并可在处 理器上运行 的计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求 1‑5任一项所述的一种无 人抓料机智能控制方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115115636 B 3