CN106671083A - 一种基于机器视觉检测的装配机器人系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于机器视觉检测的装配机器人系统；传送带上设有m个用于固定产品的固定标识，所述固定标识与传送带具有颜色区分；图像采集模块用于采集传送带上包含固定标识以及产品的图像信息；执行设备根据控制模块的指令动作，抓取传送带上放置的产品；存储模块用于存储图像采集模块采集的图像信息以及预设图像信息；分析模块，将目标图像信息n个固定标识与预设图像信息n'个固定标识进行位置比对、将目标图像信息中产品与预设图像信息中产品进行颜色比对，当位置相同且颜色相同时，分析模块向控制模块发送确认信号；控制模块，与执行设备、分析模块通信连接；控制模块接收到分析模块发送的确认信号时，指令控制执行设备动作；其中，n<m。

Description

一种基于机器视觉检测的装配机器人系统
技术领域
本发明涉及智能机器人技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉检测的装配机器人系统。
背景技术
机器人手臂抓取产品大量运用于工业生产，大大提高了产业效率，节约了资源。仿人服务机器人也在特殊行业得到很大发展，对于服务机器人的运用来说，其抓取识别系统是主要关键。基本原理是通过视觉识别产品轮廓获得物体位置与抓取位置控制机械手臂内的伺服电机去完成抓取动作。
当前国内外服务机器人的抓取识别主要采用基于视觉识别的自主模式，或预存信息库进行特定处理的预存模式，然而自主模式不仅对系统软件条件要求较高，而且对硬件要求非常高，需要大量的传感器与控制器，不仅增加了单个服务机器人的成本，而且系统稳定新、快速响应新较差；预存模式由于自身限制，只能完成一定量的特定抓取任务，无法适应服务机器人广泛应用的前景。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于机器视觉检测的装配机器人系统。
本发明提出的基于机器视觉检测的装配机器人系统，包括：传送设备、执行设备、图像采集模块、存储模块、分析模块、控制模块；
所述传送设备包括传送带，传送带上设有m个用于固定产品的固定标识，所述固定标识与传送带具有颜色区分；
图像采集模块，用于采集传送带上包含固定标识以及产品的图像信息；
执行设备与控制模块通信连接，根据控制模块的指令动作，抓取传送带上放置的产品；
存储模块，用于存储图像采集模块采集的图像信息以及预设图像信息；
分析模块，用于获取存储模块内图像采集模块采集的图像信息，并将上述图像信息中包含n个固定标识以及产品的图像信息作为目标图像信息，且将目标图像信息n个固定标识与预设图像信息n'个固定标识进行位置比对、将目标图像信息中产品与预设图像信息中产品进行颜色比对，当目标图像信息中的n个固定标识与预设图像信息中的n'个固定标识的位置相同且目标图像信息中产品与预设图像信息中产品颜色相同时，分析模块向控制模块发送确认信号；
控制模块，与执行设备、分析模块通信连接；控制模块接收到分析模块发送的确认信号时，指令控制执行设备动作；
其中，n<m。
优选地，m个固定标识具体分为a个标识单元，任一个标识单元均包括m/a个固定标识，任一个标识单元内m/a个固定标识根据产品的形状布置。
优选地，所述固定标识的颜色与所述传送带的颜色互为对比色，或，所述固定标识的颜色与所述传送带的颜色互为互补色。
优选地，所述分析模块具体用于：将目标图像信息的中心点与预设图像信息的中心点重合，再判断目标图像信息n个固定标识与预设图像信息n'个固定标识的位置关系，当目标图像信息n个固定标识与预设图像信息n'个固定标识一一对应重合时，即判定目标图像信息中的n个固定标识与预设图像信息中的n'个固定标识的位置相同。
优选地，所述图像采集模块采用CCD相机或CMOS相机。
本发明利用固定标识的颜色作为利于来确定执行设备的动作时间，利用机器视觉来采集和检测固定标识的颜色，提高了检测和分析的准确性；具体地，传送带上的固定标识与传送带具有颜色区分，分析模块在对采集的图像信息进行分析时，将采集的图像信息中包含固定标识以及产品的图像信息作为目标图像信息，如此，降低了分析过程中原始图像信息的数量，提高了分析的针对性，然后将目标图像信息与预设图像信息进行对比，具体进行固定标识的位置对比以及产品的颜色对比，当固定标识的位置相同且产品的颜色相同时，表明传送带上有产品且产品的位置已经到达预设位置，此时控制装置指令控制执行设备动作，对传送带上的产品进行抓取，如此，不仅保证了执行设备抓取产品的时间的准确性，而且防止传送带上没有产品时执行设备进行无效工作，在保证执行设备工作准确度的基础上提高了执行设备的工作效率；进一步地，传送带上的固定标识的布置形状根据产品的形状进行设计，可起到对产品进行固定的作用，防止产品从传送带上滑落等意外情况导致整个系统的工作效率降低的情况发生，在保证整个系统工作效率的基础上提高了工作的准确度。
附图说明
图1为一种基于机器视觉检测的装配机器人系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，图1为本发明提出的一种基于机器视觉检测的装配机器人系统。
参照图1，本发明提出的基于机器视觉检测的装配机器人系统，包括：传送设备、执行设备、图像采集模块、存储模块、分析模块、控制模块；
所述传送设备包括传送带，传送带上设有m个用于固定产品的固定标识，所述固定标识与传送带具有颜色区分；所述固定标识的颜色与所述传送带的颜色互为对比色，或，所述固定标识的颜色与所述传送带的颜色互为互补色，如此，方便分析模块对固定标识的颜色和传送带的颜色进行区分，提高了分析模块的分析效率和分析精度，防止固定标识与传送带颜色相近时影响分析模块的分析精度和分析效率。
进一步地，m个固定标识具体分为a个标识单元，任一个标识单元均包括m/a个固定标识，任一个标识单元内m/a个固定标识根据产品的形状布置；如此，固定标识不仅可以作为分析装置分析产品是否到达预设位置的分析依据，而且固定标识可对传送带上的产品起到固定的作用，防止在传送带运动的过程中，传送带上的产品出现掉落或移位的情况导致执行设备抓取不到产品的情况发生，在提高分析模块分析精度的基础上保证传送带上产品的正确位置。
图像采集模块，用于采集传送带上包含固定标识以及产品的图像信息；通过对传送带上产品以及固定标识的图像信息进行采集，方便分析模块根据实时采集的图像信息对产品的位置进行分析；所述图像采集模块采用CCD相机或CMOS相机，有利于提高采集的图像信息的清晰度。
执行设备与控制模块通信连接，根据控制模块的指令动作，抓取传送带上放置的产品；
存储模块，用于存储图像采集模块采集的图像信息以及预设图像信息；
分析模块，用于获取存储模块内图像采集模块采集的图像信息，并将上述图像信息中包含n个固定标识以及产品的图像信息作为目标图像信息，且将目标图像信息n个固定标识与预设图像信息n'个固定标识进行位置比对、将目标图像信息中产品与预设图像信息中产品进行颜色比对，当目标图像信息中的n个固定标识与预设图像信息中的n'个固定标识的位置相同且目标图像信息中产品与预设图像信息中产品颜色相同时，表明传送带上有产品且产品已经到达预设的位置，此时分析模块向控制模块发送确认信号；
控制模块，与执行设备、分析模块通信连接；控制模块接收到分析模块发送的确认信号时，指令控制执行设备动作，执行设备即根据控制装置的指令抓取传送带上的产品，不仅提高了执行设备的抓取精度，而且对产品的颜色进行检测可确保执行设备在传送带上有产品的时候才进行抓取工作，提高了执行设备的工作效率；其中，n<m。
具体地，分析模块将目标图像信息的中心点与预设图像信息的中心点重合，再判断目标图像信息n个固定标识与预设图像信息n'个固定标识的位置关系，当目标图像信息n个固定标识与预设图像信息n'个固定标识一一对应重合时，即判定目标图像信息中的n个固定标识与预设图像信息中的n'个固定标识的位置相同，如此通过重合中心点再对两个图像信息进行比对的方式提高了对图像信息中固定标识的位置分析的精度，保证执行设备对传送带上产品抓取的位置的准确度。
本实施方式利用固定标识的颜色作为利于来确定执行设备的动作时间，利用机器视觉来采集和检测固定标识的颜色，提高了检测和分析的准确性；具体地，传送带上的固定标识与传送带具有颜色区分，分析模块在对采集的图像信息进行分析时，将采集的图像信息中包含固定标识以及产品的图像信息作为目标图像信息，如此，降低了分析过程中原始图像信息的数量，提高了分析的针对性，然后将目标图像信息与预设图像信息进行对比，具体进行固定标识的位置对比以及产品的颜色对比，当固定标识的位置相同且产品的颜色相同时，表明传送带上有产品且产品的位置已经到达预设位置，此时控制装置指令控制执行设备动作，对传送带上的产品进行抓取，如此，不仅保证了执行设备抓取产品的时间的准确性，而且防止传送带上没有产品时执行设备进行无效工作，在保证执行设备工作准确度的基础上提高了执行设备的工作效率；进一步地，传送带上的固定标识的布置形状根据产品的形状进行设计，可起到对产品进行固定的作用，防止产品从传送带上滑落等意外情况导致整个系统的工作效率降低的情况发生，在保证整个系统工作效率的基础上提高了工作的准确度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于机器视觉检测的装配机器人系统，其特征在于，包括：传送设备、执行设备、图像采集模块、存储模块、分析模块、控制模块；
所述传送设备包括传送带，传送带上设有m个用于固定产品的固定标识，所述固定标识与传送带具有颜色区分；
图像采集模块，用于采集传送带上包含固定标识以及产品的图像信息；
执行设备与控制模块通信连接，根据控制模块的指令动作，抓取传送带上放置的产品；
存储模块，用于存储图像采集模块采集的图像信息以及预设图像信息；
分析模块，用于获取存储模块内图像采集模块采集的图像信息，并将上述图像信息中包含n个固定标识以及产品的图像信息作为目标图像信息，且将目标图像信息n个固定标识与预设图像信息n'个固定标识进行位置比对、将目标图像信息中产品与预设图像信息中产品进行颜色比对，当目标图像信息中的n个固定标识与预设图像信息中的n'个固定标识的位置相同且目标图像信息中产品与预设图像信息中产品颜色相同时，分析模块向控制模块发送确认信号；
控制模块，与执行设备、分析模块通信连接；控制模块接收到分析模块发送的确认信号时，指令控制执行设备动作；
其中，n<m。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉检测的装配机器人系统，其特征在于，m个固定标识具体分为a个标识单元，任一个标识单元均包括m/a个固定标识，任一个标识单元内m/a个固定标识根据产品的形状布置。
3.根据权利要求1所述的基于机器视觉检测的装配机器人系统，其特征在于，所述固定标识的颜色与所述传送带的颜色互为对比色，或，所述固定标识的颜色与所述传送带的颜色互为互补色。
4.根据权利要求1所述的基于机器视觉检测的装配机器人系统，其特征在于，所述分析模块具体用于：将目标图像信息的中心点与预设图像信息的中心点重合，再判断目标图像信息n个固定标识与预设图像信息n'个固定标识的位置关系，当目标图像信息n个固定标识与预设图像信息n'个固定标识一一对应重合时，即判定目标图像信息中的n个固定标识与预设图像信息中的n'个固定标识的位置相同。
5.根据权利要求1所述的基于机器视觉检测的装配机器人系统，其特征在于，所述图像采集模块采用CCD相机或CMOS相机。
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