CN108516136A - 一种炸药药卷分拣方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种炸药药卷分拣方法、装置及系统，解决了目前使用数量较多的机械手对随机摆放的炸药卷进行基于黑板的协同通讯机制的拾取，导致装箱效率低下，并且成本过高的技术问题。本发明实施例方法包括：炸药药卷分拣方法包括：根据预置药卷图像轮廓确定位于传送带上连续等距的料槽中是否存在药卷建立对应的二进制装箱药卷序列；对二进制装箱药卷序列结合机器人最小机械手超载量、最大药卷序列变化率、分拣系统最小无效工作时间，进行基于非支配排序遗传算法最优的补料序列与补料序列相对应的补料坐标计算；根据计算出的最优的补料序列与补料坐标、传送装置运行速度控制补料机械手进行炸药药卷分拣处理。

Description

一种炸药药卷分拣方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及工业自动化包装领域，尤其涉及一种炸药药卷分拣方法、装置及系统。

背景技术

随着我国经济的快速发展，民爆器材行业得到了较快的发展，已经形成比较完善的工业体系，而工业炸药的包装工艺较为落后，且主要以人工辅助完成包装过程，现有的工业炸药包装工艺和形式制约了工业炸药包装产量的提高。

但由于民爆行业市场容量小，民爆装备品种多、批量小，我国民爆装备的研发大多为企业自主研发，基础理论与共性技术研究能力严重不足，未形成完整的产业体系，难以满足民爆行业提升本质安全、实现智能化高效炸药卷包装的要求，这些因素明显制约了国内机器人及成套设备在炸药生产企业的广泛应用。药卷是指制造成卷筒状的炸药。按不同要求将炸药装入不同规格尺寸的纸筒(卷)内，包好浸蜡而成。

现阶段工业炸药包系统及流程主要使用数量较多的机械手对随机摆放的炸药卷进行基于黑板的协同通讯机制的拾取，导致装箱效率低下，并且成本过高的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种炸药药卷分拣方法、装置及系统解决了目前使用数量较多的机械手对随机摆放的炸药卷进行基于黑板的协同通讯机制的拾取，导致装箱效率低下，并且成本过高的技术问题。

本发明提供了一种炸药药卷分拣方法，包括：

根据预置药卷图像轮廓确定位于传送带上连续等距的料槽中是否存在药卷建立对应的二进制装箱药卷序列；

对所述二进制装箱药卷序列结合机器人最小机械手超载量、最大药卷序列变化率、分拣系统最小无效工作时间，进行基于非支配排序遗传算法最优的补料序列与补料序列相对应的补料坐标计算；

根据计算出的所述最优的补料序列与所述补料坐标控制补料机械手进行炸药药卷分拣处理。

可选地，根据预置药卷图像轮廓确定位于传送带上连续等距的料槽中是否存在药卷建立对应的二进制装箱药卷序列具体包括：

根据预置药卷图像轮廓确定位于传送带上当前料槽中当前药卷序号，所述料槽中存在药卷序号为1或0，反之，所述料槽中不存在药卷序号为0或1；

根据所述当前料槽中所述当前药卷序号依次对左邻近料槽和右邻近料槽进行是否存在药卷确定，并一一标记对应的药卷序号，直到传送带上连续等距的料槽中的药卷序号标记完成，并建立对应的所述二进制装箱药卷序列 A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]。

可选地，对所述二进制初始装箱药卷序列结合机器人最小机械手超载量、最大药卷序列变化率、分拣系统最小无效工作时间，进行基于非支配排序遗传算法最优的补料序列与补料序列相对应的补料坐标计算具体包括：

计算机器人最小机械手超载量、最大药卷序列变化率、分拣系统最小无效工作时间，并建立对应的多目标优化模型；

通过所述多目标优化模型对所述二进制装箱药卷序列A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]进行初始化种群处理建立与所述二进制装箱药卷序列A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]对应的十进制数序列、传送带速度为父代

根据所述父代[(P_1i),(P_2i)]与正态分布交叉算子获取到对应的子代x_1i，x_2i，并保留父代P_1i，P_2i，与x_1i，x_2i进行合并为Q_i；

计算Qi中个体的拥挤度d_i，优选出n个体组成新的父代P_n+1，重复上述过程直到n不小于最大迭代次数，确定与所述二进制装箱药卷序列 A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]对应的最优补料序列与最优补料序列相对应的补料坐标。

可选地，根据预置药卷图像轮廓确定位于传送带上连续等距的料槽中是否存在药卷建立对应的二进制初始装箱药卷序列之前还包括：

获取到采集的位于传送带上当前料槽图像；

对所述当前料槽图像依次进行背景分离和亮度变化确定所述预置药卷图像轮廓。

本发明提供了一种炸药药卷分拣装置，包括：

装箱药卷序列单元，用于根据预置药卷图像轮廓确定位于传送带上连续等距的料槽中是否存在药卷建立对应的二进制装箱药卷序列；

遗传算法单元，用于对所述二进制装箱药卷序列结合机器人最小机械手超载量、最大药卷序列变化率、分拣系统最小无效工作时间，进行基于非支配排序遗传算法最优的补料序列与补料序列相对应的补料坐标计算；

分拣处理单元，用于根据计算出的所述最优的补料序列与所述补料坐标控制补料机械手进行炸药药卷分拣处理。

可选地，装箱药卷序列单元具体包括：

药卷序号确定子单元，用于根据预置药卷图像轮廓确定位于传送带上当前料槽中当前药卷序号，所述料槽中存在药卷序号为1或0，反之，所述料槽中不存在药卷序号为0或1；

药卷序列确定子单元，用于根据所述当前料槽中所述当前药卷序号依次对左邻近料槽和右邻近料槽进行是否存在药卷确定，并一一标记对应的药卷序号，直到传送带上连续等距的料槽中的药卷序号标记完成，并建立对应的所述二进制装箱药卷序列A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]。

可选地，遗传算法单元具体包括：

第一计算子单元，用于计算机器人最小机械手超载量、最大药卷序列变化率、分拣系统最小无效工作时间，并建立对应的多目标优化模型；

第二计算子单元，用于通过所述多目标优化模型对所述二进制装箱药卷序列A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]进行初始化种群处理建立与所述二进制装箱药卷序列 A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]对应的十进制数序列、传送带速度为父代

第三计算子单元，用于根据所述父代[(P_1i),(P_2i)]与正态分布交叉算子获取到对应的子代x_1i，x_2i，并保留父代P_1i，P_2i，与x_1i，x_2i进行合并为Q_i；

第四计算子单元，用于计算Qi中个体的拥挤度d_i，优选出n个体组成新的父代P_n+1，重复上述过程直到n不小于最大迭代次数，确定与所述二进制装箱药卷序列A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]对应的最优补料序列与最优补料序列相对应的补料坐标。

可选地，还包括图像处理单元，所述图像处理单元具体包括：

图像获取子单元，用于获取到采集的位于传送带上当前料槽图像；

图像轮廓处理子单元，用于对所述当前料槽图像依次进行背景分离和亮度变化确定所述预置药卷图像轮廓。

本发明提供了一种炸药药卷分拣系统，包括：

传送带、置放于所述传送带上的连续等距的料槽、至少一个机器人，以及本发明提及的任意一种所述的炸药药卷分拣装置；

所述炸药药卷分拣装置与所述机器人电连接。

可选地，还包括：

图像采集装置，与所述炸药药卷分拣装置电连接。从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明提供了一种炸药药卷分拣方法、装置及系统，其中，炸药药卷分拣方法包括：根据预置药卷图像轮廓确定位于传送带上连续等距的料槽中是否存在药卷建立对应的二进制装箱药卷序列；对二进制装箱药卷序列结合机器人最小机械手超载量、最大药卷序列变化率、分拣系统最小无效工作时间，进行基于非支配排序遗传算法最优的补料序列与补料序列相对应的补料坐标计算；根据计算出的最优的补料序列与补料坐标控制补料机械手进行炸药药卷分拣处理，解决了目前使用数量较多的机械手对随机摆放的炸药卷进行基于黑板的协同通讯机制的拾取，导致装箱效率低下，并且成本过高的技术问题。

进一步达到了在实际生产过程中工业炸药卷以及空料槽在传送过程中的等距排列情况下，在装箱方式上采用装箱机械手一次抓取固定数量的药卷，并辅以对空料槽的选择性补料，可以取代现有的多机械手药卷分拣机器人操作的传统流程，在保证最大连续药卷数量的情况下，能够降低回流药卷率、避免因机械手最大覆盖范围的限制造成空料槽漏补的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明中一种炸药药卷分拣方法的一个实施例的流程示意图；

图2为本发明中一种炸药药卷分拣方法的另一个实施例的流程示意图；

图3为本发明中一种炸药药卷分拣装置的一个实施例的结构示意图；

图4为图2实施例对应的应用例示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种炸药药卷分拣方法、装置及系统解决了目前使用数量较多的机械手对随机摆放的炸药卷进行基于黑板的协同通讯机制的拾取，导致装箱效率低下，并且成本过高的技术问题

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供的一种炸药药卷分拣方法的一个实施例包括：

101、根据预置药卷图像轮廓确定位于传送带上连续等距的料槽中是否存在药卷建立对应的二进制装箱药卷序列；

本实施例中，当需要在实际生产过程中工业炸药卷以及空料槽在传送过程中的等距排列情况下，在装箱方式上采用装箱机械手一次抓取固定数量的药卷，并辅以对空料槽的选择性补料，可以取代现有的多机械手药卷分拣机器人操作的传统流程，在保证最大连续药卷数量的情况下，能够降低回流药卷率、避免因机械手最大覆盖范围的限制造成空料槽漏补，首先需要根据预置药卷图像轮廓确定位于传送带上连续等距的料槽中是否存在药卷建立对应的二进制装箱药卷序列。

102、对二进制装箱药卷序列结合机器人最小机械手超载量、最大药卷序列变化率、分拣系统最小无效工作时间，进行基于非支配排序遗传算法最优的补料序列与补料序列相对应的补料坐标计算；

当根据预置药卷图像轮廓确定位于传送带上连续等距的料槽中是否存在药卷建立对应的二进制装箱药卷序列之后，需要对二进制装箱药卷序列结合机器人最小机械手超载量、最大药卷序列变化率、分拣系统最小无效工作时间，进行基于非支配排序遗传算法最优的补料序列与补料序列相对应的补料坐标计算。

103、根据计算出的最优的补料序列与补料坐标控制补料机械手进行炸药药卷分拣处理。

当对二进制装箱药卷序列结合机器人最小机械手超载量、最大药卷序列变化率、分拣系统最小无效工作时间，进行基于非支配排序遗传算法最优的补料序列与补料序列相对应的补料坐标计算，需要根据计算出的最优的补料序列与补料坐标控制补料机械手进行炸药药卷分拣处理。

上面是对一种炸药药卷分拣方法的过程进行的描述，先将对具体二进制装箱药卷序列及进行基于非支配排序遗传算法最优的补料序列与补料序列相对应的补料坐标计算进行详细的描述，请参阅图2，本发明提供的一种炸药药卷分拣方法的另一个实施例包括：

201、获取到采集的位于传送带上当前料槽图像，并对当前料槽图像依次进行背景分离和亮度变化确定预置药卷图像轮廓；

202、根据预置药卷图像轮廓确定位于传送带上当前料槽中当前药卷序号，料槽中存在药卷序号为1或0，反之，料槽中不存在药卷序号为0或1；

203、根据当前料槽中当前药卷序号依次对左邻近料槽和右邻近料槽进行是否存在药卷确定，并一一标记对应的药卷序号，直到传送带上连续等距的料槽中的药卷序号标记完成，并建立对应的二进制装箱药卷序列 A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]；

204、计算机器人最小机械手超载量、最大药卷序列变化率、分拣系统最小无效工作时间，并建立对应的多目标优化模型；

205、通过多目标优化模型对二进制装箱药卷序列A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]进行初始化种群处理建立与二进制装箱药卷序列A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]对应的十进制数序列、传送带速度范围左右值为父代

206、根据父代[(P_1i),(P_2i)]与正态分布交叉算子获取到对应的子代x_1i，x_2i，并保留父代P_1i，P_2i，与x_1i，x_2i进行合并为Q_i；

207、计算Qi中个体的拥挤度d_i，优选出n个体组成新的父代P_n+1，重复上述过程直到n不小于最大迭代次数，确定与二进制装箱药卷序列 A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]对应的最优补料序列与最优补料序列相对应的补料坐标。

为了便于理解，下面将以一具体应用场景进行详细的描述，请参阅图4，应用例包括：

步骤1：采集图像中药卷轮廓的获取，具体过程如下：

1)使传送带以合适的速度Vc运行，则相机采集视场的宽度选取固定宽度Dm满足单张图片中的满排药卷数量等于装箱机械手单次抓取药卷的额定数量Nm。

2)图像处理过程步骤包括：

Step1：使用阈值与中值滤波算子对采集图像进行处理，将药卷从背景中分离出；

Step2：采用闭运算，对满排列的药卷图像使用圆形结构元素进行先膨胀后腐蚀操作，获得背景估计图像。

Step3：将原图像与背景估计图像进行差分运算，对于大小为的原图像 Maps(i,j)与Mapt(i,j)做差，差值作为差分矩阵。

Step4：采用亮度变换方法，使用gamma变换增强或减弱亮度达到突出空料槽的目的。

步骤2：动态初始序列生成，初始序列包括：当前药卷序列A1，左邻近药卷序列A0，右邻近药卷序列A2，并且建立合并序列A到药卷编码K的映射关系，具体步骤如下：

1)当前药卷序列的获得，药卷等距排列在传送带连续等距的物料槽里，料槽将随机出现缺失药卷的情况，则序列中对应料槽有药卷标签记为1，无药卷标签记为0，获得过程如下：

Step1：使用矩形定位法对药卷进行定位，获得药卷坐标集。

Step2：对坐标集相邻坐标进行距离计算，获得缺失药卷的料槽的坐标集。

Step3：药卷坐标集与缺料坐标集合并为S1，集合S1对应的标签记为集合A1。

2)同理左邻近药卷坐标集为S0，对应标签集为A0，左邻近药卷坐标的标签集为前一批药卷对应的当前序列的最终状态与初始状态之差；右邻近药卷坐标集为S2，对应标签集为A2；

3)药卷编码，二进制的标签集Am[a1,a2,a3.....ai]与编排序列 K[k1,k2,k3.....ki]之间的映射关系的建立，过程包括：

Step1：遍历Am[ai]中的元素，若ai不为0则

Step2：更新空槽点的位置，若遍历至ai＝0则更新d＝i；

步骤3：装箱药卷序列的优化目标描述，机械手最小超载量f1建立在补料机械手的单位运行时间、运行范围与传送装置的运行速度之间的关系；最小补药率f2建立在初始序列与终态序列之间的信息熵；最小弃药率(回流率) f3建立在装箱机械手抓取连续固定药卷后剩余的孤立药卷数占初始序列对应药卷数的比例，三者存在相互矛盾，有属于不同范畴的问题，属于多目标优化问题，过程如下：

1)最小机械手超载量f1：

U_i≥0,Z_i≥0 (5)

其中最终序列于Am之差对应的为输入W，补料机械手单次运行时间 tc，补料机械手工作范围Lc，Zi为第i个补料位置，Ui为工位运行超时量。

2)最大药卷序列变化率f2：

I＝max(n(K_start),n(K_end)) (7)

比较较初始编排序列(K_start)与终止编排序列(K_end)之间的变化程度，采用夹角余弦法来计算两者之间的差异，差异越大余弦值越小。

3)最小无效工作时间f₃：

其中n(Nm)为Nm的个数计算。

步骤4：对于多目标优化模型需要求解最优解集，以初始序列Am0对应的十进制数设为父代P1，对应满序列则为父代P2；产生的子代为x1i，x2i。在非支配遗传算法中引入正态分布交叉算子，引入精英策略保留了父代优胜解。改进的NSGA-II流程如下：

1)初始化种群：初始速度为预设速度范围左右值，并以初始序列A_m0对应的十进制数加入父代P10，对应满序列加入父代P20，根据实际情况将搜索空间固定在[(P10),(P20)]，符合补料过程中药卷数量只会增加不会减少的实际，综上得到初始群P10(D(A_m0)，V_cmin),

2)引入正态分布交叉算子生成子代x1i，x2i，，其交叉过程如下：

Step1：计算父代Ami的A0i,A1i,A2i对应的十进制数

Step2：分别对进行正态分布交叉，当j＝0时；j＝1时；j＝2时，其中[] 为取整符。

3)引入精英策略，保留父代P1i，P2i，将其与x1i，x2i合并为Qi，计算 Qi的非支配层ranki对Qi做快速非支配排序；

4)计算Qi中个体的拥挤度di，优选出N个个体组成新的父代Pi+1，重复上述过程直到最大迭代次数。拥挤度计算：

者处于相同非支配层个体i的拥挤度大于j的拥挤度，即d_i>d_j则个体获胜。

通过上述算法，求出最优解集A'，将A'与父代P₁之差对应的坐标集合ΔS 即为补料机械手最优操作位置。

本发明针对现工业炸药卷装箱过程仍采用传统自动化机械设备，智能化水平较低的工作方式，存在包装速度受限，装箱效率低的问题，提出一种基于机器视觉与改进遗传算法的炸药药卷优化分拣方法。针对实际生产过程中工业炸药卷以及空料槽在传送过程中的等距排列情况，建立药卷、空料槽坐标与对应药卷、空料槽编码之间的映射模型；机器人最小机械手超载量、最大药卷序列变化率、分拣系统最小无效工作时间为优化目标的描述函数；在非支配排序遗传算法(NSGA-II)过程中根据补料过程的特殊性引入正态分布交叉算子，包证快速搜索到药卷序列最终状态的全局最优解集，从而获得最优的补料序列。

本发明在工业炸药包装智能机器人系统的基础上提出一种使用补料机械手与装箱机械手配合完成药卷成批量装箱的策略与方法，该方法将对传送带上等距排列的药卷以及空料槽进行视觉识别与定位，对空料槽是否需要补料机械手对其操作作出预判，从而实现连续药卷序列段中药卷数量满足装箱机械手单次抓取的数量，并在满足包装速度的情况下满足：装箱机械手单次抓取的药卷数量恒定；降低机械手的锁死概率；减少无效补料，无效补料导致回流药卷数增加；降低补料机械手的频繁的补料操作，操作导致机械手寿命减少。

请参阅图3，本发明实施例提供的一种炸药药卷分拣装置的一个实施例包括：

图像处理单元301具体包括：

图像获取子单元3011，用于获取到采集的位于传送带上当前料槽图像；

图像轮廓处理子单元3012，用于对当前料槽图像依次进行背景分离和亮度变化确定预置药卷图像轮廓。

装箱药卷序列单元302，用于根据预置药卷图像轮廓确定位于传送带上连续等距的料槽中是否存在药卷建立对应的二进制装箱药卷序列；

装箱药卷序列单元302具体包括：

药卷序号确定子单元3021，用于根据预置药卷图像轮廓确定位于传送带上当前料槽中当前药卷序号，料槽中存在药卷序号为1或0，反之，料槽中不存在药卷序号为0或1；

药卷序列确定子单元3022，用于根据当前料槽中当前药卷序号依次对左邻近料槽和右邻近料槽进行是否存在药卷确定，并一一标记对应的药卷序号，直到传送带上连续等距的料槽中的药卷序号标记完成，并建立对应的二进制装箱药卷序列A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]。

遗传算法单元303，用于对二进制装箱药卷序列结合机器人最小机械手超载量、最大药卷序列变化率、分拣系统最小无效工作时间，进行基于非支配排序遗传算法最优的补料序列与补料序列相对应的补料坐标计算；

遗传算法单元303具体包括：

第一计算子单元3031，用于机器人最小机械手超载量、最大药卷序列变化率、分拣系统最小无效工作时间，并建立对应的多目标优化模型；

第二计算子单元3032，用于通过多目标优化模型对二进制装箱药卷序列A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]进行初始化种群处理建立与二进制装箱药卷序列 A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]对应的十进制数序列、传送带运行速度左右值为父代 [(P_1i(D(A_m0),V_min)),

第三计算子单元3033，用于根据父代[(P_1i),(P_2i)]与正态分布交叉算子获取到对应的子代x_1i，x_2i，并保留父代P_1i，P_2i，与x_1i，x_2i进行合并为Q_i；

第四计算子单元3034，用于计算Qi中个体的拥挤度d_i，优选出n个体组成新的父代P_n+1，重复上述过程直到n不小于最大迭代次数，确定与二进制装箱药卷序列A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]对应的最优补料序列与最优补料序列相对应的补料坐标。

分拣处理单元304，用于根据计算出的最优的补料序列与补料坐标控制补料机械手进行炸药药卷分拣处理。

本发明在工业炸药包装智能机器人系统的基础上提出一种使用补料机械手与装箱机械手配合完成药卷成批量装箱的策略与方法，该方法将对传送带上等距排列的药卷以及空料槽进行视觉识别与定位，对空料槽是否需要补料机械手对其操作作出预判，从而实现连续药卷序列段中药卷数量满足装箱机械手单次抓取的数量，并在满足包装速度的情况下满足：装箱机械手单次抓取的药卷数量恒定；降低机械手的锁死概率；减少无效补料，无效补料导致回流药卷数增加；降低补料机械手的频繁的补料操作，操作导致机械手寿命减少。

本发明实施例提供的一种炸药药卷分拣系统的一个实施例包括：

传送带、置放于传送带上的连续等距的料槽、至少一个机器人，以及如图3实施例描述的炸药药卷分拣装置；

炸药药卷分拣装置与机器人电连接；

图像采集装置，与炸药药卷分拣装置电连接。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种炸药药卷分拣方法，其特征在于，包括：

根据预置药卷图像轮廓确定位于传送带上连续等距的料槽中是否存在药卷建立对应的二进制装箱药卷序列；

对所述二进制装箱药卷序列结合机器人最小机械手超载量、最大药卷序列变化率、分拣系统最小无效工作时间，进行基于非支配排序遗传算法最优的补料序列与补料序列相对应的补料坐标、传送带运行速度的计算；

根据计算出的所述最优的补料序列与所述补料坐标控制补料机械手进行炸药药卷分拣处理。

2.根据权利要求1所述的炸药药卷分拣方法，其特征在于，根据预置药卷图像轮廓确定位于传送带上连续等距的料槽中是否存在药卷建立对应的二进制装箱药卷序列具体包括：

根据预置药卷图像轮廓确定位于传送带上当前料槽中当前药卷序号，所述料槽中存在药卷序号为1或0，反之，所述料槽中不存在药卷序号为0或1；

根据所述当前料槽中所述当前药卷序号依次对左邻近料槽和右邻近料槽进行是否存在药卷确定，并一一标记对应的药卷序号，直到传送带上连续等距的料槽中的药卷序号标记完成，并建立对应的所述二进制装箱药卷序列A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]。

3.根据权利要求1所述的炸药药卷分拣方法，其特征在于，对所述二进制初始装箱药卷序列结合机器人最小机械手超载量、最大药卷序列变化率、分拣系统最小无效工作时间，进行基于非支配排序遗传算法最优的补料序列与补料序列相对应的补料坐标计算具体包括：

计算机器人最小机械手超载量、最大药卷序列变化率、分拣系统最小无效工作时间，并建立对应的多目标优化模型；

通过所述多目标优化模型对所述二进制装箱药卷序列A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]进行初始化种群处理建立与所述二进制装箱药卷序列A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]对应的十进制数序列、传送带预设速度左右值加入父代

根据所述父代[(P_1i),(P_2i)]与正态分布交叉算子获取到对应的子代x_1i，x_2i，并保留父代P_1i，P_2i，与x_1i，x_2i进行合并为Q_i；

计算Qi中个体的拥挤度d_i，优选出n个体组成新的父代P_n+1，重复上述过程直到n不小于最大迭代次数，确定与所述二进制装箱药卷序列A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]对应的最优补料序列与最优补料序列相对应的补料坐标。

4.根据权利要求1所述的炸药药卷分拣方法，其特征在于，根据预置药卷图像轮廓确定位于传送带上连续等距的料槽中是否存在药卷建立对应的二进制初始装箱药卷序列之前还包括：

获取到采集的位于传送带上当前料槽图像；

对所述当前料槽图像依次进行背景分离和亮度变化确定所述预置药卷图像轮廓。

5.一种炸药药卷分拣装置，其特征在于，包括：

装箱药卷序列单元，用于根据预置药卷图像轮廓确定位于传送带上连续等距的料槽中是否存在药卷建立对应的二进制装箱药卷序列；

遗传算法单元，用于对所述二进制装箱药卷序列结合机器人最小机械手超载量、最大药卷序列变化率、分拣系统最小无效工作时间，进行基于非支配排序遗传算法最优的补料序列与补料序列相对应的补料坐标计算；

分拣处理单元，用于根据计算出的所述最优的补料序列与所述补料坐标控制补料机械手进行炸药药卷分拣处理。

6.根据权利要求5所述的炸药药卷分拣装置，其特征在于，装箱药卷序列单元具体包括：

药卷序号确定子单元，用于根据预置药卷图像轮廓确定位于传送带上当前料槽中当前药卷序号，所述料槽中存在药卷序号为1或0，反之，所述料槽中不存在药卷序号为0或1；

药卷序列确定子单元，用于根据所述当前料槽中所述当前药卷序号依次对左邻近料槽和右邻近料槽进行是否存在药卷确定，并一一标记对应的药卷序号，直到传送带上连续等距的料槽中的药卷序号标记完成，并建立对应的所述二进制装箱药卷序列A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]。

7.根据权利要求6所述的炸药药卷分拣装置，其特征在于，遗传算法单元具体包括：

第一计算子单元，用于计算机器人最小机械手超载量、最大药卷序列变化率、分拣系统最小无效工作时间，并建立对应的多目标优化模型；

第二计算子单元，用于通过所述多目标优化模型对所述二进制装箱药卷序列A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]进行初始化种群处理建立与所述二进制装箱药卷序列A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]对应的十进制数序列、传送带速度为父代

第三计算子单元，用于根据所述父代[(P_1i),(P_2i)]与正态分布交叉算子获取到对应的子代x_1i，x_2i，并保留父代P_1i，P_2i，与x_1i，x_2i进行合并为Q_i；

第四计算子单元，用于计算Qi中个体的拥挤度d_i，优选出n个体组成新的父代P_n+1，重复上述过程直到n不小于最大迭代次数，确定与所述二进制装箱药卷序列A_m[a₁,a₂,a₃.....a_i]对应的最优补料序列与最优补料序列相对应的补料坐标。

8.根据权利要求5所述的炸药药卷分拣装置，其特征在于，还包括图像处理单元，所述图像处理单元具体包括：

图像获取子单元，用于获取到采集的位于传送带上当前料槽图像；

图像轮廓处理子单元，用于对所述当前料槽图像依次进行背景分离和亮度变化确定所述预置药卷图像轮廓。

9.一种炸药药卷分拣系统，其特征在于，包括：

传送带、置放于所述传送带上的连续等距的料槽、至少一个机器人，以及如权利要求5至8中任意一项所述的炸药药卷分拣装置；

所述炸药药卷分拣装置与所述机器人电连接。

10.根据权利要求9所述的炸药药卷分拣系统，其特征在于，还包括：

图像采集装置，与所述炸药药卷分拣装置电连接。