CN111515149B - 人机协作分选系统及其机器人的抓取位置获取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种人机协作分选系统的机器人抓取位置获取方法,包括:接收相机传送的图像,由图像获得其中各物料轮廓;接收显示器传送的选中位置信息,查找与选中位置对应的物料轮廓并将选中位置转化为物料轮廓所在区域的一预设位置;将该预设位置作为抓取位置发送给机器人以抓取物料。本发明结合物料轮廓对选中位置进行修正来确定机器人的抓取位置,可以避免实际选中位置与最佳抓取位置不符导致的抓取失败及多次选中同一个物料轮廓所在区域而导致机器人多次抓取(空抓)的问题,提高了机器人的抓取效率。另,本发明还公开一种采用上述机器人抓取位置获取方法对选中位置进行校正的人机协作分选系统。
Description
技术领域
本发明涉及物料分选技术领域,尤其涉及一种人机协作分选系统及其机器人的抓取位置获取方法。
背景技术
垃圾分类现场环境极其恶劣,充满了灰尘和噪声,分选工人长时间身处恶劣的环境下,极可能会对分选工人造成不可逆的健康问题。
为了解决上述问题,中国专利申请CN201710649904.0提出了一种人工智能机器人分选建筑垃圾中大尺寸有机轻质物的方法,其将垃圾置于输送线上,通过相机采集垃圾的图像并由分选现场之外的显示器显示出来,然后通过人眼识别显示器显示的垃圾图像来判断各垃圾的位置,再人为操作显示器以选中图像中的某一垃圾的所在位置,最后显示器将选中的位置信息传送至现场的分选机器人以通过分选机器人进行垃圾抓取。
但是,人为操作显示器时会存在选中位置偏差而导致显示器实际获取到的选中位置P1’与期望的选中位置P2’不符(如图1所示);此外,若操作显示器时恰好碰上图片刷新,也会导致实际选中位置P1’与期望选中位置P2’出现偏差;甚至还会出现同一个垃圾的所在位置被操作多次而导致机器人对同一垃圾执行多次抓取(空抓)动作,这将大大降低分选机器人的抓取效率,最终导致垃圾分选效率低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种人机协作分选系统的机器人抓取位置获取方法,其自动修正选中位置以提高机器人抓取效率。
本发明的另一目的在于提供一种能够自动修正选中位置的人机协作分选系统。
为了实现上述目的,本发明公开了一种人机协作分选系统的机器人抓取位置获取方法,所述人机协作分选系统包括相机、显示器及机器人,所述人机协作分选系统的机器人抓取位置获取方法包括:
接收相机传送的图像,由所述图像获得其中各物料轮廓;
接收显示器传送的选中位置信息,选中位置为人为在所述显示器选择的需要所述机器人抓取的物料在所述图像中的位置,并将所述选中位置转化为所述物料轮廓所在区域的一预设位置;
将所述预设位置作为抓取位置发送给机器人以抓取物料。
与现有技术相比,本发明由相机传送的图像获得其中所显示的各个物料的轮廓,然后结合物料轮廓对选中位置进行修正,从而确定机器人的抓取位置,可以避免人为操作显示器时选中位置偏差或碰上图片刷新时实际选中位置与最佳抓取位置不符导致的物料抓取失败的问题;又由于同一物料轮廓内的各个选中位置都将修正为物料轮廓所在区域的一个预先设定的位置,即使多次选中同一个物料轮廓所在区域,也只会控制机器人进行一次抓取动作,可以避免机器人多次抓取(空抓),提高了机器人的抓取效率。
具体地,所述预设位置为所述物料轮廓所在区域的中心位置。
为了实现上述目的,本发明还公开了一种人机协作分选系统,包括输送机构、相机、与所述相机通信连接的处理装置、与所述处理装置通信连接的显示器及机器人,其中,所述输送机构用于承载和输送物料;所述相机用于采集物料的图像并传送至所述处理装置;所述显示器用于显示所述图像并接受操作;所述处理装置执行:接收所述相机传送的图像,由所述图像获得其中各物料轮廓;接收所述显示器传送的选中位置信息,选中位置为人为在所述显示器选择的需要所述机器人抓取的物料在所述图像中的位置,查找与所述选中位置对应的物料轮廓并将所述选中位置转化为所述物料轮廓所在区域的一预设位置;将所述预设位置作为抓取位置发送给所述机器人;所述机器人依据所述抓取位置抓取对应的物料。
与现有技术相比,本发明由相机传送的图像获得其中所显示的各个物料的轮廓,然后结合物料轮廓对选中位置进行修正,从而确定机器人的抓取位置,可以避免人为操作显示器时选中位置偏差或碰上图片刷新时实际选中位置与最佳抓取位置不符导致的物料抓取失败的问题;又由于同一物料轮廓内的各个选中位置都将修正为物料轮廓所在区域的一个预先设定的位置,即使多次选中同一个物料轮廓所在区域,也只会控制机器人进行一次抓取动作,可以避免机器人多次抓取(空抓),提高了机器人的抓取效率。
具体地,所述预设位置为所述物料轮廓所在区域的中心位置。
较佳地,所述显示器还用于接受操作信息,所述处理装置还预先设置有物料的目标放置位置与操作信息的对应关系,其接收所述显示器传送的操作信息并依据所述操作信息控制所述机器人将物料放置在对应的目标放置位置。
更佳地,所述显示器为触屏显示器,所述选中位置为在所述显示器的触控位置,所述操作信息为以所述选中位置为起点向预设方向滑动。
为实现上述目的,相应地,本发明还提供了一种人机协作分选系统的机器人抓取位置获取装置,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时,执行如上所述的人机协作分选系统的机器人抓取位置获取方法。
为实现上述目的,相应地,本发明还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序可被处理器执行以完成如上所述的人机协作分选系统的机器人抓取位置获取方法。
附图说明
图1是现有技术中期望选中位置和实际选中位置的示意图。
图2是本发明人机协作分选系统的部分组成结构框图。
图3是本发明人机协作分选系统一实施例的结构示意图。
图4是本发明人机协作分选系统另一实施例的结构示意图。
图5是本发明人机协作分选系统又一实施例的结构示意图。
图6是本发明人机协作分选系统的机器人抓取位置获取方法的流程图。
图7是本发明位置修正的示意图。
图8是本发明人机协作分选系统的机器人抓取位置获取装置的组成框图。
具体实施方式
为详细说明本发明的内容、构造特征、所实现目的及效果,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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图2和图3,本实施例提供一种人机协作分选系统,包括输送机构1、相机2、与相机2通信连接的处理装置3、与处理装置3通信连接的显示器4及与处理装置3通信连接的机器人5,输送机构1、相机2、机器人5设置在分选车间现场,显示器4设置在分选车间现场之外。其中,输送机构1用于承载和输送物料;相机2用于采集物料的图像并将图像传送至处理装置3;处理装置3接收相机2传送的图像,其对接收到的图像进行处理并获得图像中各物料轮廓(一张图像中往往会包含有多个物料,对图像进行预处理后利用深度学习的方式来获得图像中所包含的各个物料的轮廓,如何利用深度学习的方式获得物料轮廓为现有技术,在此不再赘述),并将处理后的图像传送至显示器4;显示器4接收处理装置3传送的图像并显示接收到的图像,其还接受分选工人10的操作并将选中位置信息传送至处理装置3;而处理装置3接收显示器4传送的选中位置信息,并将选中位置转化为物料轮廓所在区域的一预设位置,然后将该预设位置作为抓取位置发送给机器人5;即是,通过人为操作显示器4来选中需要机器人5抓取的物料的所在位置并依据物料轮廓进行位置校正得到最终的抓取位置,而机器人5则依据该最终的抓取位置抓取物料,从而实现物料分选。
图3所示人机协作分选系统的相机2和机器人5均横跨在输送机构1的输送带之上,相机2和机器人5分别通过一支撑架61、62支撑,相机2和机器人5沿物料的前进方向依次设置。在一些实施例中,相机2横跨在输送机构1的输送带之上,相机2通过一支撑架6支撑,机器人5则设置在输送机构1的一侧,且机器人5的底部设有多个车轮51,当机器人5受到移动驱动力时,车轮51将相对地面移动,使得机器人5的位置调整方便省力(如图4所示)。在一些实施例中,相机2和机器人5均横跨在输送机构1的输送带之上,相机2和机器人5集成在一起并通过同一支撑架6支撑(如图5所示)。其中,相机2为2D相机,图像为RGB图像,处理装置3可以为任何具备图像处理能力和数据运算能力的装置,例如PC机等。
具体的,预设位置为物料轮廓所在区域的中心位置,但不应以此为限。如图7所示,S1为通过深度学习获得的一物料轮廓,P1为实际的选中位置,该选中位置P1位于物料轮廓S1所在区域的边缘,本发明对选中位置P1进行修正后得到抓取位置P2(即是物料轮廓所在区域的中心位置)。
具体的,显示器4还用于接受分选工人10的操作信息,处理装置3预先设置有物料的目标放置位置与操作信息的对应关系,显示器4将操作信息信息传送至处理装置3,处理装置3接收显示器4传送的操作信息信息并依据操作信息来控制机器人5将物料放置在对应的目标放置位置。通过不同的操作信息控制机器人5将各个物料放在预设的目标放置位置,从而将抓取的物料分开放置,在具体实施中,可以设置将不同类别的物料分别放置在不同的目标放置位置,实现在分选过程中直接对抓取的物料细化分类,从而减少分选工序。
优选的,显示器4为具有显示和触控功能的触屏显示器,选中位置即为分选工人10的手指在显示器4的触控位置,当然,显示器4也可以仅具有显示功能,具体实施中还可以通过鼠标点选显示器4的显示屏来选中欲抓取的物料。在一实施例中,操作信息为以选中位置(即分选工人10的手指在显示器4的触控位置)为起点向预设方向滑动,操作简单快捷,且不容易出错。例如,以选中位置为起点向左滑动时,控制机器人5将抓取的物料放置在位于第一位置的料框;以选中位置为起点向上滑动时,控制机器人5将抓取的物料放置在位于第二位置的料框;以选中位置为起点向右滑动时,控制机器人5将抓取的物料放置在位于第三位置的料框;具体实施中可以设定第一位置的料框、第二位置的料框、第三位置的料框分别对应放置某一类型的物料,如第一位置的料框放置塑料瓶,第二位置的料框放置易拉罐,第三位置的料框放置玻璃瓶等。当然,在一些实施例中,操作信息也可以为其它动作,例如以选中位置为起点顺时针划圈、以选中位置为起点逆时针划圈等,故不应以此为限。
请参阅图3和图6,本实施例提供一种人机协作分选系统的机器人抓取位置获取方法,人机协作分选系统包括相机2、显示器4及机器人5,相机2、机器人5设置在分选车间现场,显示器4设置在分选车间现场之外。人机协作分选系统的机器人抓取位置获取方法包括:
S101,接收相机2传送的图像,由图像获得其中各物料轮廓(一张图像中往往会包含有多个物料,对图像进行预处理后利用深度学习的方式来获得图像中所包含的各个物料的轮廓);
S102,接收显示器4传送的选中位置信息,查找与选中位置对应的物料轮廓并将选中位置转化为物料轮廓所在区域的一预设位置;
S103,将该预设位置作为抓取位置发送给机器人5以抓取物料。
具体的,预设位置为物料轮廓所在区域的中心位置,但不应以此为限。如图7所示,S1为通过深度学习获得的一物料轮廓,P1为实际的选中位置,该选中位置P1位于物料轮廓S1所在区域的边缘,本发明对选中位置P1进行修正后得到抓取位置P2(即是物料轮廓所在区域的中心位置)。
具体的,在S102中,还接收显示器4传送的操作信息,操作信息与物料的目标放置位置相对应,然后查找当前操作信息对应的目标放置位置;在S103中,还将目标放置位置发送至机器人5以控制机器人5将物料放置在对应的目标放置位置。通过获取操作信息,根据操作信息与目标放置位置的对应关系获得物料的目标放置位置,然后将该目标放置位置发送至机器人5,从而将抓取的物料分开放置,具体实施中,可以设置将不同类别的物料分别放置在不同的目标放置位置,实现在分选过程中直接对抓取的物料细化分类,从而减少分选工序。
优选的,在一实施例中,选用具有显示和触控功能的触屏显示器作为显示器4,选中位置即为分选工人10的手指在显示器4的触控位置,当然,也可以选用仅具有显示功能的显示器4,具体实施中还可以通过鼠标点选显示器4的显示屏来选中欲抓取的物料。在一实施例中,操作信息为以选中位置(即分选工人10的手指在显示器4的触控位置)操作信息为以选中位置为起点向预设方向滑动,操作简单快捷,且不容易出错。例如,以选中位置为起点向左滑动时,对应的目标放置位置为第一位置,此时,机器人5将抓取的物料放置第一位置;以选中位置为起点向上滑动时,对应的目标放置位置为第二位置,此时,机器人5将抓取的物料放置在第二位置;以选中位置为起点向右滑动时,对应的目标放置位置为第三位置,此时,机器人5将抓取的物料放置在第三位置;具体实施中可以设定第一位置、第二位置、第三位置分别对应放置某一类型的物料,如第一位置放置塑料瓶,第二位置放置易拉罐,第三位置放置玻璃瓶等。当然,在一些实施例中,操作信息也可以为其它动作,例如以选中位置为起点顺时针划圈、以选中位置为起点逆时针划圈等,故不应以此为限。
请参阅图8,本发明还公开一种人机协作分选系统的机器人抓取位置获取装置200,其包括处理器210、存储器220以及存储在存储器220中且被配置为由处理器210执行的计算机程序230,处理器210执行计算机程序230时,执行上述的人机协作分选系统的机器人抓取位置获取方法。
与现有技术相比,本发明由相机2传送的图像获得其中所显示的各个物料的轮廓,然后结合物料轮廓对选中位置进行修正,从而确定机器人5的抓取位置,可以避免人为操作显示器4时选中位置偏差或碰上图片刷新时实际选中位置与最佳抓取位置不符导致的物料抓取失败的问题;又由于同一物料轮廓内的各个选中位置都将修正为物料轮廓所在区域的一个预先设定的位置,即使多次选中同一个物料轮廓所在区域,也只会控制机器人5进行一次抓取动作,可以避免机器人5多次抓取(空抓),提高了机器人5的抓取效率。此外,由于采用人机协作的方式进行物料分选,分选工人无需到分选现场作业,可以避免分选工人长时间身处恶劣的分选环境所导致的健康问题。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明申请专利范围所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种人机协作分选系统的机器人抓取位置获取方法,所述人机协作分选系统包括相机、显示器及机器人,其特征在于,所述人机协作分选系统的机器人抓取位置获取方法包括:
接收相机传送的图像,由所述图像获得其中各物料轮廓;
接收显示器传送的选中位置信息,选中位置为人为在所述显示器选择的需要所述机器人抓取的物料在所述图像中的位置,查找与所述选中位置对应的物料轮廓并将所述选中位置转化为所述物料轮廓所在区域的一预设位置;
将所述预设位置作为抓取位置发送给机器人以抓取物料。
2.如权利要求1所述的人机协作分选系统的机器人抓取位置获取方法,其特征在于,所述预设位置为所述物料轮廓所在区域的中心位置。
3.一种人机协作分选系统,包括输送机构、相机、与所述相机通信连接的处理装置、与所述处理装置通信连接的显示器及机器人,其特征在于,
所述输送机构用于承载和输送物料;
所述相机用于采集物料的图像并传送至所述处理装置;
所述显示器用于显示所述图像并接受操作;
所述处理装置执行:接收所述相机传送的图像,由所述图像获得其中各物料轮廓;接收所述显示器传送的选中位置信息,选中位置为人为在所述显示器选择的需要所述机器人抓取的物料在所述图像中的位置,查找与所述选中位置对应的物料轮廓并将所述选中位置转化为所述物料轮廓所在区域的一预设位置;将所述预设位置作为抓取位置发送给所述机器人;
所述机器人依据所述抓取位置抓取对应的物料。
4.如权利要求3所述的人机协作分选系统,其特征在于,所述预设位置为所述物料轮廓所在区域的中心位置。
5.如权利要求3所述的人机协作分选系统,其特征在于,所述显示器还用于接受操作信息,所述处理装置还预先设置有物料的目标放置位置与操作信息的对应关系,其接收所述显示器传送的操作信息并依据所述操作信息控制所述机器人将物料放置在对应的目标放置位置。
6.如权利要求5所述的人机协作分选系统,其特征在于,所述显示器为触屏显示器,所述选中位置为在所述显示器的触控位置,所述操作信息为以所述选中位置为起点向预设方向滑动。
7.一种人机协作分选系统的机器人抓取位置获取装置,其特征在于,包括:
处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时,执行如权利要求1或2所述的人机协作分选系统的机器人抓取位置获取方法。
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序可被处理器执行以完成如权利要求1或2所述的人机协作分选系统的机器人抓取位置获取方法。
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