CN115043162A

CN115043162A - 一种基于机器视觉的agv搬运机器人智能控制系统

Info

Publication number: CN115043162A
Application number: CN202210814073.9A
Authority: CN
Inventors: 陈洪
Original assignee: Shanghai Haoya Intelligent Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Haoya Intelligent Technology Co ltd
Priority date: 2022-07-11
Filing date: 2022-07-11
Publication date: 2022-09-13

Abstract

本发明公开了一种基于机器视觉的AGV搬运机器人智能控制系统，包括机器人控制系统、后台终端系统和网络云端，机器人控制系统、后台终端系统和网络云端之间通过网络连接；机器人控制系统用于对搬运物资的图像采集、图像数据传输、接收后台终端系统发送的执行指令和机器人搬运组件的执行控制，机器人控制系统由视觉扫描单元、机器人搬运组件控制单元、数据传输单元和数据接收单元组成；本搬运机器人智能控制系统，主通过视觉扫描、图像解析以及自动化指令编辑的方式，使得搬运机器人在面对不同类型、大小的物资时，可实现智能化搬运，有效的解决了人工重新编辑指令所带来的繁琐流程。

Description

一种基于机器视觉的AGV搬运机器人智能控制系统

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，具体为一种基于机器视觉的AGV搬运机器人智能控制系统。

背景技术

搬运机器人是可以进行自动化搬运作业的工业机器人，目前的搬运的机器人主要分为固定式搬运机器人和移动式搬运机器人，固定式搬运机器人主要为机械臂形式的自动化搬运机械，而AGV搬运机器人属于移动式搬运机器人，主要通过可以移动轮体配合导向系统完成物资的移动式搬运，是目前市面上运用较广泛的搬运机器人。

对于AGV搬运机器人控制，通过采用的是固定指令控制的方式，在机器人相关的控制系统内编辑固定的运行指令和搬运执行，机器人搬运组件以及运行组件会依据指令的内容，进行往复式操作执行，此类的控制系统虽然可实现自动化搬运，但是存在一定的局限性，此类的控制系统由于采用固定指令的方式，因此，机器人只能对相同类型、大小的物资进行搬运，对于不同类型、大小的物资需要重新编辑指令，流程较为繁琐，不能实现机器人的智能化搬运，本发明提供一种基于机器视觉的AGV搬运机器人智能控制系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的AGV搬运机器人智能控制系统，以解决上述背景技术中提出的传统的搬运机器人多采用固定式指令控制的形式，此类的控制形式，面对不同类型、大小的物资时，需要重新编辑指令，不能实现智能化搬运，存在局限性的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于机器视觉的AGV搬运机器人智能控制系统，包括机器人控制系统、后台终端系统和网络云端，机器人控制系统、后台终端系统和网络云端之间通过网络连接；

其中，机器人控制系统用于对搬运物资的图像采集、图像数据传输、接收后台终端系统发送的执行指令和机器人搬运组件的执行控制，机器人控制系统由视觉扫描单元、机器人搬运组件控制单元、数据传输单元和数据接收单元组成；

其中，后台终端系统用于对才图像的解析和执行指令发送，后台终端系统由图像解析单元、数据上传单元、执行发送单元、警示单元和数据存储单元组成，数据存储单元内部存储有机器人搬运组件的大小、尺寸信息和运送轨迹信息；

进一步说明的，视觉扫描单元由红外线扫描单元和图像采集单元组成，红外线扫描单元连接于图像采集单元，图像采集单元连接于数据传输单元；

进一步说明的，图像解析单元包括捕捉单元、匹对单元和计算单元，捕捉单元包括图像端点捕捉单元和图像折角捕捉单元，捕捉单元连接于匹对单元，匹对单元通过识别匹对分别与数据储存单元、数据上传单元、警示单元和计算单元连接，计算单元连接于执行发送单元，数据上传单元与网络云端连接；

针对上述匹对单元的识别匹对的流程包括如下步骤：

S1.捕捉单元通过对采集图像的端角、折角捕捉并分析出搬运物资的大小和尺寸，匹对单元将分析出的大小、尺寸数据(图像捕捉数据)与数据储存单元内的机器人搬运组件的大小和尺寸进行匹对；

S2.如果分析出的大小、尺寸数据＜机器人搬运组件的大小、尺寸，匹对单元会将分析出的大小、尺寸数据分别传输至数据上传单元和计算单元，数据上传单元将图像捕捉数据传输至网络云端进行储存，计算单元将通过图像捕捉数据进行计算，得出机器人搬运组件搬运位置和搬运角度的数据；

S3.如果分析出的大小、尺寸数据≥机器人搬运组件的大小、尺寸，匹对单元将通过警示单元给予警示，将不执行图像捕捉数据的计算；

进一步说明的，数据传输单元内包含网络单元和图像数据发送单元，数据接收单元内包含网络单元和指令数据接收单元，执行发送单元内包含网络单元、指令编辑单元和执行指令发送单元。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本搬运机器人智能控制系统，主要采用视觉扫描技术对不同类型、大小的物资进行图像采集，再通过对采集图像的端点、折角捕捉配合三维实体模拟技术来分析出物资的实体大小和尺寸，将模拟的数据与机器人搬运组件进行匹对，数据匹对完成后，会通过计算单元将模拟数据转换为机器人运行数据以及搬运组件调节数据，最后编辑成指令发送至机器人控制系统，机器人按照指令进行相应搬运，本系统通过视觉扫描、图像解析以及自动化指令编辑的方式，使得搬运机器人在面对不同类型、大小的物资时，可实现智能化搬运，有效的解决了人工重新编辑指令所带来的繁琐流程。

附图说明

图1为本发明的系统整体结构示意图；

图2为本发明的机器人控制系统构架图；

图3为本发明的后台终端系统构架图；

图4为本发明的整体控制流程图。

具体实施方式

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做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1-4，本发明提供一种技术方案：

进一步说明的，机器人控制系统用于对搬运物资的图像采集、图像数据传输、接收后台终端系统发送的执行指令和机器人搬运组件的执行控制，机器人控制系统由视觉扫描单元、机器人搬运组件控制单元、数据传输单元和数据接收单元组成，数据存储单元内部存储有机器人搬运组件的大小、尺寸信息和运送轨迹信息；

根据上述说明，进一步阐述，机器人控制系统，主要通过视觉扫描的方式，对搬运的物资连接端或者物资的部分全貌进行扫描，以图片的形式进行采集，采集后的图片数据将通过数据传输单元传输至后台终端系统，机器人搬运组件控制单元，主要对机器人搬运组件(铲、叉等组件)的位置调节设备(例如：升降设备)、机器人自身的旋转设备(角度调节设备，例如：电机等组件)以及传动设备(传动设备以及导向设备，例如：传动电机、导向电机等组件)进行执行控制，从而实现搬运组件与搬运物资位置对应以及机器人运送往返路线的对应；

进一步说明的，后台终端系统用于对才图像的解析和执行指令发送，后台终端系统由图像解析单元、数据上传单元、执行发送单元、警示单元和数据存储单元组成；

根据上述说明，进一步阐述，后台终端主要对采集的图像信息进行解析，包括端点、折角捕捉，大小、尺寸的匹对以及机器人对应位置、角度的计算，最后将计算后的机器人位置、角度以及运行轨迹数据编辑成指令并发送至机器人控制系统，对机器人的搬运组件以及运行进行执行控制；

根据上述说明，进一步阐述，视觉扫描单元采用红外线扫描单元作为主要图像采集设备，红外线扫描单元内主要由红外线扫描设备来进行执行操作，包括红外线扫描仪等相关设备，图像采集单元主要采用相关的图像软件对扫描的图像进行采集，例如：MicroDisplay X等图像采集软件；

需要说明的，如果采用固定式扫描设备，需要安装多组，如果采用可转动式扫描设备，需要在本系统内添加对扫描设备调节的控制系统，只需安装一组即可；

根据上述说明，进一步阐述，捕捉单元主要通过图像捕捉软件对图片上的端点、折角进行捕捉，此类的软件以AI人工智能图像捕捉相关的软件为主配合实体模拟软件进行三维实体化，实现对捕捉数据进行实体模拟，判断实体搬运物资的尺寸大小，图像捕捉软件可采用open CV等相关软件，实体模拟软件可采用Autodesk Inventor等相关软件，配对单元主要采用函数代入的方式，将图像捕捉后模拟实体后的数据代入至数据储存单元(等同数据库)进行匹对；

匹对单元的识别匹对的流程包括如下步骤：

通过上述S2步骤中，如果大小、尺寸匹对，则捕捉数据通过数据上传单元传输至网络云端进行数据的储存，且捕捉数据也将进入计算单元进行计算机器人搬运组件的具体位置以及角度的调节，计算方式是系统中设定的计算公式或者函数进行计算；

需要说明的，警示单元主要以外接警示设备为主，包括扬声器、蜂鸣器，同时配对单元内附带安装有警示控制单元，此控制单元主要通过外接电路控制板与警示设备连接，电路板上熔焊有电路流通控制模块以及数据匹对判定模块，数据匹对判定模块起到对电路流通控制模块的激活的作用，从而实现对警示设备的开闭控制；

进一步说明的，数据传输单元内包含网络单元和图像数据发送单元，数据接收单元内包含网络单元和指令数据接收单元，执行发送单元内包含网络单元、指令编辑单元和执行指令发送单元；

根据上述说明，进一步阐述，上述涉及的网络单元内主要以起到网络连接的作用，多为网络连接设备，例如：网络适配器、WIFI连接设备等，图像数据发送单元涉及的设备主要为支持网络图像发送的信号传输器或数据传输器，实现图像数据的传输，指令数据接收单元和指令数据发送单元中涉及的设备主要为型号配对数据传输器或信号传输器，通过网络实现数据发送和接收，指令编辑单元主要指令编辑软件进行指令编辑，此类的软件例如：Markdown等相关指令编辑软件，机器人搬运组件控制单元，采用软件识别以及软件控制的形式，来实现对机器人的执行控制，此类的软件属于相关部分根据机器人的类型、结构以及搬运形式，自主开发的控制软件，将此类的相关软件安装至机器人的控制系统内，通过控制单元的识别，即可实现机器人根据指令进行对应的操作；

需要说明的，上述内容中涉及的设备以及软件，型号、类型仅供参考，具体的需要根据实际情况而定，同时设备之间以及相关软件的设定和安装，均按照相应的电子设备以及相应的软件安装形式进行对应的设定和安装；

综合上述，本系统主要通过视觉扫描图像形式，且对图像数据的解析，最后编辑成相应的指令，实现对机器人的自动化、智能化控制，达到机器人对搬运物资的自动化判定以及自动化搬运，增强了机器人在搬运工作中的智能化和功能化；

针对本系统对搬运机器人的控制流程以及步骤如下：

首先，搬运机器人上的视觉扫描单元对搬运的物资的进行扫描且进行图像采集，采集后的图像数据将通过数据传输单元传输至图像解析单元中的捕捉单元，通过捕捉单元分别对图像上的端点以及折角进行判定，同时模拟出物资实际大小和尺寸，匹对单元将模拟出的捕捉数据与数据存储单元内机器人搬运组件的大小和尺寸进行匹对，如果捕捉数据≥实际数据，匹对单元将启动警示单元给予警示，后续操作将不执行，如果捕捉数据＜实际数据，匹对单元将捕捉数据通过数据上传单元传输至网络云端进行储存，当机器人指令错误时，可通过网络云端将数据调出，配合纠错，同时匹对单元也会将数据传输至计算单元，通过计算单元将捕捉数据根据相应的公式或函数转换成对应机器人搬运组件位置调节和角度调节的运行数据，且传输至执行发送单元内，执行发送单元分别对数据储存单元内的机器人运行轨迹数据和运行数据编辑成运行指令发送至机器人控制系统中的机器人搬运组件控制单元，此单元通过对指令的识别，分别对相关的搬运组件进行控制以及对机器人的运行进行控制，优先级为先搬运后移动。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种基于机器视觉的AGV搬运机器人智能控制系统，其特征在于：包括机器人控制系统、后台终端系统和网络云端，所述机器人控制系统、后台终端系统和网络云端之间通过网络连接；

所述机器人控制系统用于对搬运物资的图像采集、图像数据传输、接收后台终端系统发送的执行指令和机器人搬运组件的执行控制，所述机器人控制系统由视觉扫描单元、机器人搬运组件控制单元、数据传输单元和数据接收单元组成；

所述后台终端系统用于对才图像的解析和执行指令发送，所述后台终端系统由图像解析单元、数据上传单元、执行发送单元、警示单元和数据存储单元组成。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的AGV搬运机器人智能控制系统，其特征在于：所述视觉扫描单元由红外线扫描单元和图像采集单元组成，所述红外线扫描单元连接于图像采集单元，所述图像采集单元连接于数据传输单元。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的AGV搬运机器人智能控制系统，其特征在于：所述图像解析单元包括捕捉单元、匹对单元和计算单元，所述捕捉单元包括图像端点捕捉单元和图像折角捕捉单元。

4.根据权利要求1、3任意一条所述的一种基于机器视觉的AGV搬运机器人智能控制系统，其特征在于：所述捕捉单元连接于匹对单元，所述匹对单元通过识别匹对分别与数据储存单元、数据上传单元、警示单元和计算单元连接，所述计算单元连接于执行发送单元，所述数据上传单元与网络云端连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的AGV搬运机器人智能控制系统，其特征在于：所述数据存储单元内部存储有机器人搬运组件的大小、尺寸信息和运送轨迹信息。

6.根据权利要求1、3、4任意一条所述的一种基于机器视觉的AGV搬运机器人智能控制系统，其特征在于：所述匹对单元的识别匹对的流程包括如下步骤：

S3.如果分析出的大小、尺寸数据≥机器人搬运组件的大小、尺寸，匹对单元将通过警示单元给予警示，将不执行图像捕捉数据的计算。

7.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的AGV搬运机器人智能控制系统，其特征在于：所述数据传输单元内包含网络单元和图像数据发送单元，所述数据接收单元内包含网络单元和指令数据接收单元，所述执行发送单元内包含网络单元、指令编辑单元和执行指令发送单元。