本發(fā)明屬于機器人控制技術領域，尤其涉及一種基于流水線的自動跟蹤點膠方法及裝置。

背景技術：

隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展,對產品質量、生產效率、勞動條件、環(huán)境等要求不斷提高,智能化、自動化、機器人化是工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，而機器視覺技術是促進其發(fā)展的核心技術。將以機器視覺和圖像處理為基礎的視覺引導技術融入到機器人，通過機器視覺技術使機器人具有對周圍環(huán)境尤其是目標物的信息獲取功能，并依照獲取的信息對控制系統(tǒng)進行設置，使其實現(xiàn)對目標物體的檢測、定位與自主點膠的功能。許多視覺和圖像算法的成功應用顯著提升了機器人的智能水平，而機器人本身對目標物進行點膠的實時性、準確性和穩(wěn)定性，也是機器人采用視覺引導進行智能點膠的智能水平的標準體現(xiàn)。

由于人工成本日益上升及工人流動性大的壓力，很多制造類企業(yè)著力引進智能機器人，而在實際的工業(yè)生產中，主要方法是預先采用示教為基礎的編程設定運動軌跡的方式，按規(guī)定路徑和運動規(guī)劃從而完成所需任務，在這個過程中，機器人只是簡單重復地執(zhí)行預先工作人員編制好的算法程序，完成程序設定的每一步動作。一旦處理對象的狀態(tài)或機器人工作環(huán)境中的一些變化，現(xiàn)有的示范教學通常對這些變化缺乏足夠的認識，不便于做適當的調整，導致加工質量不能滿足要求，甚至無法繼續(xù)工作，而這種環(huán)境變化是極有可能發(fā)生的，比如人員操作不當，夾具磨損等。

但是現(xiàn)在的點膠機器人還面臨一些問題，如果采用靜態(tài)點膠，將所有的工件都放置相應的點膠機器人上，則會使得整個生產過程比較的拖沓，不利于工人提高工作效率。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種基于流水線的自動跟蹤點膠方法，其能解決追蹤工件運動并進行點膠的技術問題。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種基于流水線的自動跟蹤點膠裝置，其能解決追蹤工件運動并進行點膠的技術問題。

本發(fā)明的目的之一采用以下技術方案實現(xiàn)：

一種基于流水線的自動跟蹤點膠方法，包括以下步驟：

S1：通過一攝像頭在拍攝處獲取當前的圖像信息，該圖像信息包括工件類型和與工件對應的工件位置信息；

S2：根據模板匹配算法將獲取到當前的圖像信息與一工件模板進行特征匹配以得到相對應的工件中心點和旋轉角度；

S3：根據工件中心點及旋轉角度將點膠頭移動至一點膠操作處；

S4：通過旋轉編碼器測量該工件從拍攝處至點膠操作處的距離，并計算得到工件的運動速度；

S5：當工件到達點膠處時，控制點膠頭，按照工件的運動速度和與工件同向運動，同時根據預設點膠軌跡進行點膠操作。

優(yōu)選的，步驟S1具體包括以下子步驟：

S11：通過一攝像頭在拍攝處獲取當前的圖像信息；

S12：從圖像信息中識別工件類型，并獲取該工件的圖像模板。其能進一步解決步驟S1的實現(xiàn)的技術問題。

優(yōu)選的，在步驟S11和步驟S12之間還包括步驟S110：根據一畸變參數對圖像信息進行校正，該畸變參數通過圖像標定方法獲取得到。其能進一步解決圖像校正的技術問題。

優(yōu)選的，在步驟S110中所采用的圖像標定方法為張正友標定方法。其能進一步解決采用何種標定法的技術問題。

本發(fā)明的目的之二采用以下技術方案實現(xiàn)：

一種基于流水線的自動跟蹤點膠裝置，包括以下模塊：

圖像獲取模塊：用于通過一攝像頭在拍攝處獲取當前的圖像信息，該圖像信息包括工件類型和與工件對應的工件位置信息；

模板匹配模塊：用于通過一攝像頭在拍攝處獲取當前的圖像信息，該圖像信息包括工件類型和與工件對應的工件位置信息；

點膠頭移動模塊：用于根據工件中心點及旋轉角度將點膠頭移動至一點膠操作處；

速度獲取模塊：通過旋轉編碼器測量該工件從拍攝處至點膠操作處的距離，并計算得到工件的運動速度；

點膠操作模塊：當工件到達點膠處時，控制點膠頭，按照工件的運動速度和與工件同向運動，同時根據預設點膠軌跡進行點膠操作。

優(yōu)選的，該圖像獲取模塊具體包括以下子模塊：

信息獲取模塊：用于通過一攝像頭在拍攝處獲取當前的圖像信息；

模板建立模塊：用于根據模板匹配算法將獲取到當前的圖像信息與一工件模板進行特征匹配以得到相對應的工件中心點和旋轉角度；其能進一步解決圖像獲取模塊的設定的技術問題。

優(yōu)選的，在信息獲取模塊與模板建立模塊之間包括畸變校正模塊：用于根據一畸變參數對圖像信息進行校正，該畸變參數通過圖像標定方法獲取得到。

優(yōu)選的，在畸變校正模塊中所采用的圖像標定方法為張正友標定方法。

相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明提出的基于流水線的自動跟蹤點膠的方法及裝置，可快速完成對多個工件的點膠操作，效率高，并且本發(fā)明能夠全自動完成點膠作業(yè)，無需人工干涉，即所述視覺識別系統(tǒng)識別工件類型后，控制模塊控制點膠頭進行點膠操作，該點膠頭可以跟隨工件的運動從而在運動中對工件的點膠，其進一步提高了點膠的自動化程度和效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的基于流水線的自動跟蹤點膠的方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明的基于流水線的自動跟蹤點膠的裝置的結構圖。

具體實施方式

下面，結合附圖以及具體實施方式，對本發(fā)明做進一步描述：

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種基于流水線的自動跟蹤點膠方法包括以下步驟：

S1：通過一攝像頭在拍攝處獲取當前的圖像信息，該圖像信息包括工件類型和與工件對應的工件位置信息；步驟S1具體包括以下子步驟：

S11：通過一攝像頭在拍攝處獲取當前的圖像信息；

S110：根據一畸變參數對圖像信息進行校正，該畸變參數通過圖像標定方法獲取得到；其中所采用的圖像標定方法為張正友標定方法；必須首先做到攝像機所拍攝到的圖像能還原空間中的物體，理想的情況為攝像機所拍攝到的圖像與三維空間中的物體之間存在一種簡單的線性關系。但是由于攝像機本身的組裝工藝，感光芯片的生產工藝，鏡頭的品種工藝等原因，照成成像的畫面和實際的物體存在移動的偏差，這種偏差通常叫做畸變。

不同的因素照成的畸變現(xiàn)象不一樣，一般鏡頭原因引入的畸變因素最大，稱為徑向畸變，此項目采用的是8mm的短焦鏡頭，因此存在畫面筒形畸變現(xiàn)象。除了8mm的短焦鏡頭，還可以采用其他的鏡頭，采用不同的鏡頭都需要進行畫面校正。

因此，對攝像機畫面進行校正，其過程主要分為兩步，第一步為標定工作，作為前期準備工作，用于提取畫面的轉換參數；第二步為校正工作，采集到相機圖像后，利用畸變參數進行計算，還原出真實的圖像畫面。在標定過程中，采用的張正友的方案：其主要基于OpenCV算法庫實現(xiàn)，標定板采用7*7的圓點標定板，標定板的工藝精度選用1um。標定算法基本流程如下：

a)把標定板放置于視野范圍內的各個位置，進行拍照；

b)檢測出各個圖像中的特征點；

c)根據特征點求出攝像機的內參數和外參數；

d)根據內外參數求出畸變系數；

e)最后優(yōu)化參數，減少運算量，保證校正精度。

該標定對特寫相機定位精度要求最高，根據特寫相機的定位，需要引導機器人準確定位到工件的點膠路徑，根據正常工藝要求，其定位精度需要控制在0.1mm以內。把用標定板拍攝的照片放置在規(guī)定的文件夾內，供標定軟件導入和計算使用。標定板放置時，要求能夠覆蓋到相機的所有視野范圍，以便得到最精確的標定參數。

S12：從圖像信息中識別工件類型，并獲取該工件的圖像模板。

S2：根據模板匹配算法將獲取到的圖像特征信息與一工件模板進行特征匹配以得到相對應的工件中心點和旋轉角度；在實施例中，工件的定位由攝像頭完成，通過攝像頭拍照，然后視覺軟件來進行識別，得到所以當前生產工件中心點在畫面中的位置，并且把這些中心點信息轉化為機器人坐標系的值，引導安裝在機器人上的特寫相機進行軌跡定位識別；

為了實現(xiàn)工件定位識別，需要做兩部分工作，第一部分為工件錄入工作，為前期準備工作，每個產品用攝像機拍照，保存圖像模版，并且錄入數據庫；第二部分為零件識別定位工作，為正常生產工作，工件上料后，通過啟動命令，對流水線上的工件進行拍照，從照片信息中識別出工件的各種類型，并且得到該產品中心點在圖片中的位置。根據模版匹配算法，可以找出工作臺上所有工件的中心點位置以及旋轉角度；

S3：根據工件中心點及旋轉角度將點膠頭移動至一點膠操作處；當點膠頭接收到該工件位置信息后，點膠頭到達一預設位置，并根據該工件的旋轉角度調整相應的點膠姿態(tài)，準備開始進行點膠操作；

S4：通過旋轉編碼器測量該工件從拍攝處至點膠操作處的距離，并計算得到工件的運動速度；通過安裝于流水線上的旋轉編碼器用于獲取到工件的移動位置以及流水線當前的運動速度，因此，不論流水線當前的速度是多少，如何的變化，該旋轉編碼器都能夠進行準確的測量，并且將速度傳輸至點膠頭以進行相應的速度運動，通過同向同速度使得該點膠頭的點膠更為的準確；

S5：當工件到達點膠處時，控制點膠頭，按照工件的運動速度和與工件同向運動，同時根據預設點膠軌跡進行點膠操作。此時，該點膠頭的運動狀態(tài)是工件的運動速度以及點膠頭的點膠軌跡兩部分的合成動作，由于該點膠頭與該工件同向同速度運動，故而點膠頭相對于工件靜止，點膠頭根據預設點膠軌跡對該工件進行點膠。

本發(fā)明的基于流水線的自動點膠的方法，可以快速完成對多個工件的點膠操作，效率非常的高，其能夠進一步提高點膠的自動化程度和效率，并且工廠可以根據實際需求來進行相應的速度的設計，比較好的滿足了對企業(yè)生產的把控。

如圖2所示，本發(fā)明提供了一種基于流水線的自動跟蹤點膠裝置，包括以下模塊：

圖像獲取模塊：用于通過一攝像頭在拍攝處獲取當前的圖像信息，該圖像信息包括工件類型和與工件對應的工件位置信息；該圖像獲取模塊具體包括以下子模塊：

信息獲取模塊：用于通過一攝像頭在拍攝處獲取當前的圖像信息；

畸變校正模塊：用于根據一畸變參數對圖像信息進行校正，該畸變參數通過圖像標定方法獲取得到；其中所采用的圖像標定方法為張正友標定方法；

模板建立模塊：用于根據模板匹配算法將獲取到當前的圖像信息與一工件模板進行特征匹配以得到相對應的工件中心點和旋轉角度；

模板匹配模塊：用于通過一攝像頭在拍攝處獲取當前的圖像信息，該圖像信息包括工件類型和與工件對應的工件位置信息；

點膠頭移動模塊：用于根據工件中心點及旋轉角度將點膠頭移動至一點膠操作處；

速度獲取模塊：通過旋轉編碼器測量該工件從拍攝處至點膠操作處的距離，并計算得到工件的運動速度；

點膠操作模塊：當工件到達點膠處時，控制點膠頭，按照工件的運動速度和與工件同向運動，同時根據預設點膠軌跡進行點膠操作。

對本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬于本發(fā)明權利要求的保護范圍之內。