CN115323086A

CN115323086A - 油边轨迹生成方法及油边设备

Info

Publication number: CN115323086A
Application number: CN202210950118.5A
Authority: CN
Inventors: 邱文胜; 林俊伟
Original assignee: Turing Zhishi Shenzhen Technology Co ltd
Current assignee: Turing Zhishi Shenzhen Technology Co ltd
Priority date: 2022-08-09
Filing date: 2022-08-09
Publication date: 2022-11-11

Abstract

本申请公开了一种油边轨迹生成方法及油边设备，其中油边轨迹生成方法，应用于控制端，所述方法包括：获取物料图像；基于物料图像提取物料的重心点位置，并控制机械手通过所述重心点位置抓取所述物料；基于物料图像提取所述物料的多个轮廓点位置，获取多个所述轮廓点位置到所述重心点位置之间的相对偏移点位集合；根据所述相对偏移点位集合，计算所述机械手沿油头油边的运动轨迹。本申请可以适用不同型号物料的自动油边处理，提高油边质量。

Description

油边轨迹生成方法及油边设备

技术领域

本申请涉及油边设备领域，特别涉及一种油边轨迹生成方法及油边设备。

背景技术

油边是对皮革等产品边缘涂上油料的工艺。目前市面上半自动油边机居多，一般是靠操作工人拿着皮革，沿着油头手动移动进行油边。另外，也有自动油边机，一般是提前调教好运动轨迹使得油头绕着皮革运动。

但是，对于上述半自动油边机采用人工操作，效率低下，质量无法保证。对于自动油边机，虽然其可以实现自动进行油边操作，但是由于油头运动轨迹运动在出厂前就已经调教，不能自动适应皮革的变化，无法适应不同型号的皮革使用，且对于同型号存在误差的皮革还会导致油边精度低的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种油边轨迹生成方法及油边设备，可以适用不同型号物料的自动油边处理，提高油边质量。

为实现上述目的，本申请一方面提供一种油边轨迹生成方法，应用于控制端，所述方法包括：

获取物料图像；

基于物料图像提取物料的重心点位置，并控制机械手通过所述重心点位置抓取所述物料；

基于物料图像提取所述物料的多个轮廓点位置，获取多个所述轮廓点位置到所述重心点位置之间的相对偏移点位集合；

根据所述相对偏移点位集合，计算所述机械手沿油头油边的运动轨迹。

为实现上述目的，本申请另一方面还提供一种油边机设备，至少包括视觉系统、机械手和油边机；

所述视觉系统包括平面背光源、拍摄组件和视觉处理器组，所述平面背光源位于所述拍摄组件的下方，并且所述拍摄组件与所述视觉处理器组电性连接；

所述机械手设置在所述油边机与所述视觉系统之间，以抓取所述平面背光源上的物料，并绕所述油边机的油头进行油边。

由此可见，本申请提供的技术方案，通过将油边机与视觉系统相配合，实现自动对物料的边缘识别，并根据物料边缘自动生成油边的运动轨迹，从而控制机械手自动对物料进行油边处理。如此，相比于不带视觉系统的油边机，可以使用不同型号物料的自动油边处理，提高了生产效率和生产质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的一种实施方式中油边轨迹生成方法的流程图；

图2是本申请提供的另一种实施方式中油边轨迹生成方法的流程图；

图3是本申请提供的一种实施方式中油边设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。本申请使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”、“第一端”、“第二端”、“一端”、“另一端”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“滑动连接”、“固定”、“套接”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

但是，对于上述半自动油边机采用人工操作，效率低下，质量无法保证。对于自动油边机，虽然其可以实现自动进行油边操作，但是由于油头运动轨迹运动在出厂前就已经调教，不能自动适应皮革的变化，无法适应不同型号的皮革使用，且对于同型号存在误差的皮革还会导致油边精度低的问题，导致生产质量不佳。

因为继续一种油边轨迹生成方法及油边设备，可以适用不同型号物料的自动油边处理，提高油边质量，以解决上述问题。

下面将结合附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，本申请所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域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方式，都属于本申请保护的范围。

本发明实施例提供了一种油边轨迹生成方法，该方法可以应用于图3所示的油边设备中。该油边设备可以包括视觉系统1、机械手2和油边机3。其中油边设备内还可以包括控制端，用于接收视觉系统1的视觉检测信号，从而控制机械手2和油边机3，对不同型号的物料进行油边处理。

参照如图1所示，提供本发明提供一种油边轨迹生成方法的流程图，该方法可以应用与上述的控制端中，该方法具体包括以下步骤：

S100：获取物料图像。

在本实施方式中，可以采用外部上料设备或者人工的方式将物料放置在平面背光源11上。然后拍摄组件12对平面背光源11上的物料拍照，并将图像发送至视觉处理器组13进行图像处理。由于平面背光源使得物料区域不透光形成黑色区域，物料以外的区域透光形成白色区域，从而取得一张黑白分明的图像。

需要指出的是，上述的物料可以是指皮革，当然也可以包括其余物料，本申请并不对涂油物料做具体限定。

S200：基于物料图像提取物料的重心点位置，并控制机械手通过重心点位置抓取物料。

在本实施方式中，控制端对物料图像进行二值化处理，提取物料区域重心点位置。由于图像上提取的位置坐标是像素坐标。因此，需要将拍摄组件12的像素坐标系与机械手的坐标系进行标定。如此，可以将物料的重心点位置从像素坐标转化为机械手坐标。这时，机械手就可以根据这个重心点位置去把物料吸起来。

S300：基于物料图像提取物料的多个轮廓点位置，获取多个轮廓点位置到重心点位置之间的相对偏移点位集合。

由于物料图像经过二值化处理后，物料区域的灰度值为0，物料外面的区域的灰度值为1，两个区域相交的点形成的点集即为轮廓点，从而可以获取轮廓点位置，并计算轮廓点位置到上述重心点位置的相对偏移点位，进而获取轮廓点位置到重心点位置之间的相对偏移点位集合。也就是说，因为重心点位置是机械手取料点，那么物料轮廓点位置的相对偏移点位集合则刚好就是油头位置到机械手取料点之间的偏移点集。进而，将物料的边缘轮廓点坐标都减去重心点坐标，即得到轮廓点相对于重心点的相对偏移点位集合，即得到机械手到油边机的油头位置。如此，机械手只需按照相对偏移点位集合进行移动即可实现绕油边机的油头进行移动。

进一步的，由于上述获取得到的轮廓点位置，其中相邻两个轮廓点之间的间距才1个像素左右，轮廓点位置密集并且数量往往多达几千上万个点，数量众多，计算困难，并且由于轮廓点的点位太密集，导致相邻点之间的角度过于频繁变化，机械手无法走出一个顺滑的轨迹。

因此，为了降低计算的复杂性，是的机械手可以顺滑移动。本申请还可以对多个轮廓点位置进行降采样处理。具体的，判断物料图像的角点区域，对角点区域内的轮廓点位置采用间隔n个轮廓点位置采样。判断物料图像的平滑曲线或者直线边缘，对于物料图像的平滑曲线或者直线边缘上的轮廓点位置采用间隔m个轮廓点位置采样，其中，n＞m。其中n和m均为大于1的正整数。

在实际应用中，可以对物料的边缘进行识别，判断出平滑曲线或直线区域，以及角点区域。对于平滑的曲线或者直线边缘，可以直接采取间隔100个轮廓点采样。但是对于物料的角点部分，考虑到如果采样间隔太大，容易跳过角点，使得物料油边的时候角点部分过度刮蹭，不仅影响此角点区域的油边效果，而且可能导致皮革的位移，影响后段轨迹的偏位。因此通过角点查找算法，找到角点区域，对区域内的轮廓点进行间隔为10个轮廓点采样。

在本实施方式中，机械手要带着物料沿油头运动，还需要知道相对偏移点位集合的角度方向。具体的，可以设定相对偏移点位集合中第一个偏移点角度，基于第一个偏移点角度判断第p个偏移点的角度，其中p＞1的正整数；基于第p个偏移点与第p-1个偏移点之间的连线角度，确定第p个偏移点的角度。

在实际应用中，可以将相对偏移点位集合中第一个偏移点角度定义为0度，往后的每个点相对于前一个点之间的连线角度作为当前的角度。这样，机械手确定了第一个点的油边角度后，就知道后面每个点的油边角度变化，从而使得机械手可以带着物料沿油头运动。

进一步的，对相对偏移点位集合的角度值做高斯平滑，从而对油边运动轨迹的路径优化，以提高抓取装置沿油头油边的运动轨迹流畅度。

在一些特殊物料情况下，由于物料产品的特性，边缘裁切后并不会完全光滑，它上面会有一些细小毛刺。这会造成轮廓点之间的角度出现局部异常突变，如果机械手严格按照这个角度去油边，会出现前相邻两个点位跨度很大，不仅影响运动轨迹的流畅性，严重的甚至有撞机风险。因此需要把上述毛刺的突变做高斯平滑处理。

需要特别指出的是，通过对角度值做高斯平滑，相比于多电位坐标做平滑，不仅能使运动轨迹更流畅，同时也保留了油边的位置精度。

S400：根据相对偏移点位集合，计算机械手沿油头油边的运动轨迹。

在本实施方式中，可以将上述相对偏移点位集合基于油头位置做旋转和平移变换，从而形成机械手沿油头油边的运动轨迹。

参照如图2所示，提供本发明提供另一种油边轨迹生成方法的流程图。相比于上一实施例，本实施例在上一实施例的基础上添加报警处理。

具体的，对于步骤S100-S400中，当满足无法获取图像信息、无法提取重心点位置、无法计算出轮廓点位置、无法计算出油边轨迹和平滑处理无法消除毛刺中的任意一步骤时，可以发送报警信息。

同时，能根据产出料的边缘特征，自动优化轮廓点采样间隔，即自动变换油边速度。并且，视觉系统能精确计算产品边缘位置，从而提高油边精度。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

基于相同的发明构思，请参见图3所示，本申请还提供了一种油边机设备，至少包括视觉系统1、机械手2和油边机3。视觉系统1包括平面背光源11、拍摄组件12和视觉处理器组13，平面背光源11位于拍摄组件12的下方，并且拍摄组件2与视觉处理器组13电性连接。机械手2设置在油边机3与视觉系统1之间，以抓取平面背光源11上的物料，并绕油边机3的油头进行油边。

在实际应用中，机械手2连接有吸盘21，从而通过吸盘21对物料进行抓取。具体的，当视觉系统1判断出物料的重心点位置时，吸盘21通过重心点位置吸附物料。

其中，拍摄组件12包括工业相机和工业镜头，工业镜头与工业相机连接。

需要指出的是，上述油边机3、机械手2、平面背光源11、拍摄组件12和视觉处理器组13的具体结构可以参照现有技术，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种油边轨迹生成方法，应用于控制端，其特征在于，所述方法包括：

获取物料图像；

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，将所述物料图像进行二值化处理，获取所述物料图像的重心点位置的像素坐标；

将所述机械手的坐标系与拍摄所述物料图像的相机坐标系标定；

将所述重心点位置的像素坐标转化为所述机械手的坐标，以控制所述机械手抓取所述物料。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，将所述相对偏移点位集合基于油头位置做旋转和平移变换，以形成所述机械手沿油头油边的运动轨迹。

4.根据权利要求2或3所述方法，其特征在于，将多个所述轮廓点位置进行降采样；

判断所述物料图像的角点区域，对所述角点区域内的所述轮廓点位置采用间隔n个所述轮廓点位置采样。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，判断所述物料图像的平滑曲线或者直线边缘，对于所述物料图像的平滑曲线或者直线边缘上的所述轮廓点位置采用间隔m个所述轮廓点位置采样，其中，n＞m。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，设定所述相对偏移点位集合中第一个偏移点角度，基于所述第一个偏移点角度判断第p个偏移点的角度，其中p＞1；

基于第p个偏移点与第p-1个偏移点之间的连线角度，确定第p个偏移点的角度。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，对所述相对偏移点位集合的角度值做高斯平滑，以提高所述抓取装置沿油头油边的运动轨迹流畅度。

8.一种油边机设备，其特征在于，至少包括视觉系统、机械手和油边机；

9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述机械手连接有吸盘；

当所述视觉系统判断出所述物料的重心点位置时，所述吸盘通过所述重心点位置吸附所述物料。

10.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述拍摄组件包括工业相机和工业镜头，所述工业镜头与所述工业相机连接。