一種視覺定位分揀方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于機(jī)械自動化領(lǐng)域，具體涉及一種基于六自由度工業(yè)機(jī)器人視覺定位分揀方法，可應(yīng)用在物流、裝配生產(chǎn)線等行業(yè)。該方法可根據(jù)相機(jī)采集到的圖像，利用圖像處理技術(shù)和模式識別技術(shù)準(zhǔn)確、快速獲取待分揀工件的圖像坐標(biāo)系，并根據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換技術(shù)將圖像坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到機(jī)器人坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，最后將坐標(biāo)和工件類別信息靈活運用機(jī)械手工件按照類別擺放在指定位置。
【專利說明】一種視覺定位分揀方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械自動化領(lǐng)域，具體涉及一種基于六自由度工業(yè)機(jī)器人視覺定位分揀方法，可應(yīng)用在物流、裝配生產(chǎn)線等行業(yè)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，工業(yè)機(jī)器人已大量應(yīng)用于汽車及汽車零部件制造業(yè)、機(jī)械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)等領(lǐng)域中?，F(xiàn)在工業(yè)中應(yīng)用的機(jī)器人的工作方式大都采用示教再現(xiàn)，即通過示教編程存儲起來的工作程序可重復(fù)進(jìn)行預(yù)期工作，這樣機(jī)器人到達(dá)目標(biāo)點的位姿是固定的，每次的動作都是重復(fù)進(jìn)行。這種示教再現(xiàn)的工作方式局限性很大，在對于一些物料擺放位置未知的情況下，工業(yè)機(jī)器人的使用受到了限制，特別是針對粘連在一起的工件，工業(yè)機(jī)器人在作業(yè)時很難準(zhǔn)確的判斷工件位置坐標(biāo)、工件的類型，從而無法達(dá)到對工件進(jìn)行分揀的目的。
[0003]本發(fā)明涉及的分揀區(qū)域中待分揀工件和工作臺必須具有明顯灰度差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服【背景技術(shù)】中的缺陷，本發(fā)明提供了一種可準(zhǔn)確獲取多個粘連在一起的工件位置坐標(biāo)、工件類型的視覺定位分揀方法。
[0005]本發(fā)明的具體技術(shù)方案是:
[0006]一種視覺定位分揀方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0007]1】獲取所有待分揀工件在圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值；其具體步驟是:
[0008]1.1】拍攝圖片，對圖片進(jìn)行預(yù)處理，提取圖片的感興趣部分；
[0009]1.2】通過灰度閾值分割的方法，將圖片處理為黑白圖片，獲取待分揀工件的圖像；
[0010]1.3】在步驟1.2】的待分揀工件的圖像中，利用最小外接圓法提取可包括所有待分揀工件的圓形圖像輪廓，并獲取圓形圖像輪廓的中心點坐標(biāo)；
[0011]1.4】根據(jù)步驟1.3】中的中心點坐標(biāo)，選擇圓形圖像輪廓的最小外接正方形區(qū)域；
[0012]1.5】對步驟1.4】中的最小外接正方形區(qū)域進(jìn)行全局掃描，確定所有待分揀工件的坐標(biāo)；
[0013]2】將圖像坐標(biāo)系下的所有待分揀工件的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換到機(jī)器人坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；
[0014]3】機(jī)械手基于機(jī)器人坐標(biāo)系下的待分揀工件的坐標(biāo)值，分別對待分揀工件進(jìn)行拾取，將待分揀工件擺放到指定位置。
[0015]上述步驟1.5】的具體步驟是:
[0016]1.5.1】設(shè)定面積小于待分揀工件的正方形區(qū)域，對最小外接正方形進(jìn)行全局掃描;
[0017]1.5.2】設(shè)定灰度閾值T，確定正方形區(qū)域是否為待檢測工件；若正方形區(qū)域灰度閾值滿足閾值T的要求，則認(rèn)為正方形區(qū)域為待分揀工件并保留，否則舍棄；[0018]1.5.3】分別對保留的正方形區(qū)域中所有點坐標(biāo)求平均值，確定每一待分揀工件的坐標(biāo)。[0019]上述步驟2】采用二維轉(zhuǎn)換的方法獲得機(jī)器人坐標(biāo)系下待分揀工件的坐標(biāo)值。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:
[0021]1、本發(fā)明采用的方法可使機(jī)器人很好的適應(yīng)環(huán)境，能夠自主識別帶分揀工件，進(jìn)行任務(wù)操作，從而擴(kuò)大了機(jī)器人在物流、裝備生產(chǎn)線等行業(yè)的應(yīng)用，在實現(xiàn)機(jī)器人的柔性化和智能化的前提下，提高機(jī)器人的生產(chǎn)效率和可靠性。
[0022]2、本發(fā)明采用最小外接圓法以及設(shè)定邊長小于待檢測工件的正方形區(qū)域，能夠很好的識別粘連在一起的待分揀工件，并準(zhǔn)確的獲取待分揀工件的坐標(biāo)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的具體流程圖。
【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明提供了一種可準(zhǔn)確、快速的獲取多個待分揀的工件位置坐標(biāo)、工件類型的視覺定位分揀方法。
[0025]在采用本發(fā)明時，需要圖像采集設(shè)備、工控機(jī)、顯示器以及機(jī)器人本體組成。圖像采集設(shè)備采用維工業(yè)相機(jī)，工控機(jī)以工控板為核心，以工控板和轉(zhuǎn)接板組成的CPU模塊將標(biāo)準(zhǔn)計算機(jī)擴(kuò)展總線擴(kuò)展于無源底板上，各模塊連于無源底板，從而實現(xiàn)通過標(biāo)準(zhǔn)計算機(jī)擴(kuò)展總線與工控主板進(jìn)行數(shù)據(jù)交換實現(xiàn)相應(yīng)模塊的功能；工業(yè)相機(jī)與工控機(jī)的通訊采用以太網(wǎng)通訊，顯示器采用普通顯示器。
[0026]工作時，工業(yè)相機(jī)采集到的圖像，利用圖像處理技術(shù)和模式識別技術(shù)準(zhǔn)確、快速提取待分揀工件在圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，并根據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換技術(shù)將圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到機(jī)器人坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，最后將坐標(biāo)和工件類別信息靈活發(fā)送至工控機(jī)，工控機(jī)控制機(jī)器人準(zhǔn)確將待分揀工件進(jìn)行拾取。
[0027]本發(fā)明的具體方法是:
[0028]步驟I】利用工業(yè)相機(jī)拍照，對拍攝的圖片進(jìn)行處理，并最終獲取所有待分揀工件在圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值(X1, Y1)；
[0029]該步驟的具體是:
[0030]步驟1.1】拍攝圖片，對圖片進(jìn)行預(yù)處理，提取圖片的感興趣部分；在該步驟中本發(fā)明采用的預(yù)處理方法是金字塔圖像分割方法，將實際圖像縮小得到圖片感興趣的部分；
[0031]步驟1.2】通過灰度閾值分割的方法，將圖片處理為黑白圖片，獲取待分揀工件的圖像；
[0032]步驟1.3】在步驟1.2】的待分揀工件的圖像中，利用最小外接圓法提取可包括所有待分揀工件的圓形圖像輪廓，并獲取圓形圖像輪廓的中心點坐標(biāo)(X，Y)；
[0033]步驟1.4】根據(jù)步驟1.3】中的中心點坐標(biāo)(X，Y)，選擇圓形圖像輪廓的最小外接正方形區(qū)域；
[0034]步驟1.5】對步驟1.4】中的最小外接正方形區(qū)域進(jìn)行全局掃描，確定所有待分揀工件的坐標(biāo)；[0035]該步驟具體是:
[0036]步驟1.5.1】設(shè)定面積小于待分揀工件的正方形區(qū)域，對最小外接正方形進(jìn)行全局掃描;
[0037]步驟1.5.2】設(shè)定灰度閾值T，確定正方形區(qū)域是否為待檢測工件；若正方形區(qū)域灰度滿足閾值T的要求，則認(rèn)為正方形區(qū)域為待分揀工件并保留，否則舍棄；
[0038]步驟1.5.3】分別對保留的正方形區(qū)域求取中心點，確定每一個待分揀工件的坐標(biāo)(X1, Y1X
[0039]步驟2】采用二維轉(zhuǎn)換的方法將圖像坐標(biāo)系下的所有待分揀工件的坐標(biāo)值(X1, Y1)轉(zhuǎn)換到機(jī)器人坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值(X2，Y2)。
[0040]該步驟的具體計算關(guān)系式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種視覺定位分揀方法，其特征在于，包括以下步驟: I】獲取所有待分揀工件在圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值； 1.1】拍攝圖片，對圖片進(jìn)行預(yù)處理，提取圖片的感興趣部分； 1.2】通過灰度閾值分割的方法，將圖片處理為黑白圖片，獲取待分揀工件的圖像； 1.3】在步驟1.2】的待分揀工件的圖像中，利用最小外接圓法提取可包括所有待分揀工件的圓形圖像輪廓，并獲取圓形圖像輪廓的中心點坐標(biāo)； 1.4】根據(jù)步驟1.3】中的中心點坐標(biāo)，選擇圓形圖像輪廓的最小外接正方形區(qū)域；1.5】對步驟1.4】中的最小外接正方形區(qū)域進(jìn)行全局掃描，確定所有待分揀工件的坐標(biāo)； 2】將圖像坐標(biāo)系下的所有待分揀工件的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換到機(jī)器人坐標(biāo)系下的坐標(biāo)； 3】機(jī)械手基于機(jī)器人坐標(biāo)系下的待分揀工件的坐標(biāo)值，分別對待分揀工件進(jìn)行拾取，將待分揀工件擺放到指定位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的視覺定位分揀方法，其特征在于:所述步驟1.5】的具體步驟是: 1.5.1】設(shè)定面積小于待分揀工件的正方形區(qū)域，對最小外接正方形進(jìn)行全局掃描；1.5.2]設(shè)定灰度閾值T，確定正方形區(qū)域是否為待檢測工件；若正方形區(qū)域灰度閾值滿足閾值T的要求，則認(rèn)為正方形區(qū)域為待分揀工件并保留，否則舍棄；`1.5.3】分別對保留的正方形區(qū)域中所有點坐標(biāo)求平均值，確定每一待分揀工件的坐標(biāo)。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I或2所述的視覺定位分揀方法，其特征在于:所述步驟2】采用二維轉(zhuǎn)換的方法獲得機(jī)器人坐標(biāo)系下待分揀工件的坐標(biāo)值。
【文檔編號】B25J13/08GK103706571SQ201310744852
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】張棟棟, 郭靜, 羅華, 燕小強(qiáng) 申請人:西安航天精密機(jī)電研究所