CN116424844B - 一种基于计算机视觉的板件结构上料控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于计算机视觉的板件结构上料控制方法及装置，方法包括：基于传感器获取上料机构上预设的储料位置处的图像信息，并根据所述图像信息，确定所述储料位置处的板件结构的数量，其中，所述储料位置处存储着多个叠放设置的板件结构；控制所述板件结构依次进入预设的推料机构，并控制预设的推料机构将所述板件结构推出；通过预设的旋转抓料机构将所述板件结构抓起并旋转90°后送入预设的二次定位机构；基于所述二次定位机构对所述板件结构进行横向定位与纵向定位，并在定位结束后将所述板件结构送入至目标位置。本发明可准确地确定出板件结构的数量，并且可对各个机构进协同控制，有助于实现板件结构的持续且稳定的自动上料。
Description
技术领域
本发明涉及板件结构的上料控制技术领域，尤其涉及一种基于计算机视觉的板件结构上料控制方法及装置。
背景技术
现有技术在进行工件上料时，一般都会用到特制的上料装置，比如，常见的上料装置一般包括物料传输机构、物料检测机构、物料抓取机构等，并且，对于为了保证物料持续的供应，一般在供料源头会持续供应物料，只要上料装置开始工作，各个机构就会协同运作，从而将物料运输至目标位置。但是，现有技术中的上料装置在对物料进行检测时，一般都是采用红外感应技术，并当感应到物料时，对应的机构就会对物料执行相应的动作。但是红外感应技术的识别并不准确，也不高效，并且，基于红外感应技术难以对剩余物料进行判断。
因此，现有技术还有待改进和提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于计算机视觉的板件结构上料控制方法及装置，本发明可准确地确定出板件结构的数量，并且可对各个机构进协同控制，有助于实现板件结构的持续且稳定的自动上料。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种基于计算机视觉的板件结构上料控制方法，其中，所述方法包括：
基于传感器获取上料机构上预设的储料位置处的图像信息，并根据所述图像信息，确定所述储料位置处的板件结构的数量，其中，所述储料位置处存储着多个叠放设置的板件结构；
控制所述板件结构依次进入预设的推料机构，并控制预设的推料机构将所述板件结构推出；
通过预设的旋转抓料机构将所述板件结构抓起并旋转90°后送入预设的二次定位机构；
基于所述二次定位机构对所述板件结构进行横向定位与纵向定位，并在定位结束后将所述板件结构送入至目标位置。
在一种实现方式中，所述基于传感器获取上料机构上预设的储料位置处的图像信息，并根据所述图像信息，确定所述储料位置处的板件结构的数量，包括：
基于预设的传感器获取所述储料位置处的图像信息，并对所述图像信息进行预处理，得到预处理后的图像信息；
对预处理后的图像信息进行边缘检测，确定预处理后的图像信息中的物体的边缘信息；
将物体的边缘信息与预设的模板信息进行匹配，确定出预处理后的图像信息中的板件结构的边缘信息，其中，所述模板信息中包括单个板件结构的边缘数据；
基于板件结构的边缘信息，确定所述板件结构的数量。
在一种实现方式中，所述对预处理后的图像信息进行边缘检测，确定预处理后的图像信息中的物体的边缘信息，包括：
对预处理后的图像信息进行分析，去预处理后的图像信息中的预设位置处是否存在物体；
若存在物体，则对预处理后的图像信息中的物体进行边缘检测，确定预处理后的图像信息中的物体的边缘信息。
在一种实现方式中，所述基于板件结构的边缘信息，确定所述板件结构的数量，包括：
基于预设的YOLO5算法对板件结构的边缘信息进行检测与计算，得到所述板件结构的边界尺寸；
获取单个板件的尺寸信息，并基于所述单个板件的尺寸信息以及所述板件结构的边界尺寸，确定所述板件结构的数量。
在一种实现方式中，所述控制板件结构依次进入预设的推料机构，并控制预设的推料机构将所述板件结构推出，包括：
所述储料位置处的板件结构依自身重量依次进入所述推料机构上预设的矩形凹槽；
控制所述推料机构的气缸伸出至设定位置，以将所述板件结构从所述矩形凹槽中推出。
在一种实现方式中，所述基于所述二次定位机构对所述板件结构进行横向定位与纵向定位，包括：
将所述板件结构推送至所述二次定位机构的定位面，所述定位面包括横向定位面与纵向定位面；
基于所述横向定位面与所述纵向定位面对所述板件结构进行横向定位与纵向定位。
在一种实现方式中，所述方法，还包括：
将所述板件结构的数量与预设的标准数量进行比较，其中，所述标准数量为保证板件结构充足的数量；
若所述板件结构的数量小于所述标准数量，则向预设的上料机构发出补料信号，以基于所述补料信号补充板件结构。
第二方面，本发明实施例还提供一种基于计算机视觉的板件结构上料控制装置，其中，所述装置包括：
上料机构，所述上料机构上预设有储料位置处，所述储料位置处存储着多个叠放设置的板件结构；
传感器，所述传感器用于获取储料位置处的图像信息；
控制端，所述控制端用于根据所述图像信息，确定所述储料位置处的板件结构的数量，并控制推料机构、旋转抓料机构以及二次定位机构工作；
推料机构，所述推料机构用于接收来自储料位置处的板件结构，并将所述板件结构推出；
旋转抓料机构，所述旋转抓料机构用于将所述板件结构抓起并旋转90°后送入预设的二次定位机构；
二次定位机构，所述二次定位机构用于对所述板件结构进行横向定位与纵向定位，并在定位结束后将所述板件结构送入至目标位置。
第三方面，本发明实施例还提供一种控制端，其中，所述控制端包括存储器、处理器及存储在存储器中并可在处理器上运行的基于计算机视觉的板件结构上料控制程序，所述处理器执行所述基于计算机视觉的板件结构上料控制程序时，实现上述方案中任一项所述的基于计算机视觉的板件结构上料控制方法的步骤。
第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质上存储有基于计算机视觉的板件结构上料控制程序，所述基于计算机视觉的板件结构上料控制程序被处理器执行时，实现上述方案中任一项所述的基于计算机视觉的板件结构上料控制方法的步骤。
有益效果：与现有技术相比，本发明提供了一种基于计算机视觉的板件结构上料控制方法，本发明首先基于传感器获取上料机构上预设的储料位置处的图像信息，并根据所述图像信息，确定所述储料位置处的板件结构的数量，其中，所述储料位置处存储着多个叠放设置的板件结构。然后控制所述板件结构依次进入预设的推料机构，并控制预设的推料机构将所述板件结构推出。接着，通过预设的旋转抓料机构将所述板件结构抓起并旋转90°后送入预设的二次定位机构。最后，基于所述二次定位机构对所述板件结构进行横向定位与纵向定位，并在定位结束后将所述板件结构送入至目标位置。本发明可通过获取储料位置处的图像信息，然后对图像信息进行分析，确定出储料位置处的板件结构的数量，并由推料机构将板件结构推出，并对各个机构进协同控制，有助于实现板件结构的持续且稳定的上料。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于计算机视觉的板件结构上料控制方法的具体实施方式的流程示意图。
图2为本发明实施例提供的基于计算机视觉的板件结构上料控制装置的结构第一视角示意图。
图3为本发明实施例提供的基于计算机视觉的板件结构上料控制装置的结构第二视角示意图。
图4为本发明实施例提供的基于计算机视觉的板件结构上料控制装置的原理框图。
图5为本发明实施例提供的控制端的原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施例提供一种基于计算机视觉的板件结构上料控制方法，具体实施时，本实施例首先基于传感器获取上料机构上预设的储料位置处的图像信息，并根据所述图像信息，确定所述储料位置处的板件结构的数量，本实施例的所述储料位置处存储着多个叠放设置的板件结构，板件结构可依照自身重力依次进入推料机构，控制预设的推料机构将所述板件结构推出。接着，通过预设的旋转抓料机构将所述板件结构抓起并旋转90°后送入预设的二次定位机构。最后，基于所述二次定位机构对所述板件结构进行横向定位与纵向定位，并在定位结束后将所述板件结构送入至目标位置。本实施例可通过获取储料位置处的图像信息，然后对图像信息进行分析，确定出储料位置处的板件结构的数量，并由推料机构将板件结构推出，并对各个机构进协同控制，有助于实现板件结构的持续且稳定的上料。
示例性方法
本实施例的基于计算机视觉的板件结构上料控制方法可应用于控制端，该控制端可为电脑等智能化产品终端。如图1中所示，本实施例的基于计算机视觉的板件结构上料控制方法包括如下步骤：
步骤S100、基于传感器获取上料机构上预设的储料位置处的图像信息，并根据所述图像信息，确定所述储料位置处的板件结构的数量，其中，所述储料位置处存储着多个叠放设置的板件结构。
具体地，如图2和图3中所示，本实施例的板件结构为L形板件，上料机构10为料匣，该料匣内设置有储料位置处，在该储料位置处存储着多个叠放设置的板件结构。为了方便实现智能化上料以及持续上料，本实施例中首先基于传感器获取上料机构10上预设的储料位置处的图像信息。该图像信息反映的是储料位置处的板件结构的图像。本实施例可根据所述图像信息，确定所述储料位置处的板件结构的数量。
在本实施例中，传感器可为CCD(charge coupled device，电荷耦合器件)摄像头，该CCD摄像头可设置在整个装置的龙门架上，并且CCD摄像头的镜头对准储料位置处。该CCD摄像头可采集储料位置处的图像信息。本实施例可对所述图像信息进行预处理，得到预处理后的图像信息。本实施例的预处理包括对图像质量不符合要求的图像进行筛除，以及对图像进行降噪等处理，提高图像的显示质量。当预处理完成后，本实施例对预处理后的图像信息进行边缘检测，确定预处理后的图像信息中的物体的边缘信息。在进行边缘检测时，本实施例首先对预处理后的图像信息进行分析，去预处理后的图像信息中的预设位置处是否存在物体。如果若存在物体，则对预处理后的图像信息中的物体进行边缘检测，确定预处理后的图像信息中的物体的边缘信息，该边缘信息也就反映了物体的轮廓信息。接着，本实施例将物体的边缘信息与预设的模板信息进行匹配，确定出预处理后的图像信息中的板件结构的边缘信息。在本实施例中，模板信息中包括单个板件结构的边缘数据，因此，当物体的边缘信息和模板信息中的单个板件结构的边缘数据进行匹配时，就可以确定此时图像信息中的物体是否为板件结构。而由于储料位置处的板件结构不是叠放设置的，因此板件结构有多个，本实施例在得到板件结构的边缘信息后，基于预设的YOLO5算法对板件结构的边缘信息进行检测与计算，该YOLO5算法为对象检测算法，YOLO5将对象检测重新定义为一个回归问题，它将单个卷积神经网络(CNN)应用于整个图像，将图像分成网格，并预测每个网格的类概率和边界框。因此，本实施例在确定板件结构的边缘信息后，应用YOLO5算法就可以检测出板件结构的边缘的边界框，从而得到所述板件结构的边界尺寸。接着，本实施例获取单个板件的尺寸信息，然后基于所述单个板件的尺寸信息以及所述板件结构的边界尺寸，确定所述板件结构的数量。本实施例通过获取整体板件结构的边界尺寸来分析出板件结构的数量，有效减少了计算量。
在一种实现方式中，本实施例在确定板件结构的数量后，还可将所述板件结构的数量与预设的标准数量进行比较，其中，所述标准数量为保证板件结构充足的数量。若所述板件结构的数量小于所述标准数量，则说明此时储料位置处内的板件结构不充足，因此本实施例可向预设的上料机构10发出补料信号，这样用户就可以基于所述补料信号补充板件结构。
步骤S200、控制所述板件结构依次进入预设的推料机构，并控制预设的推料机构将所述板件结构推出。
在本实施例中，如图2中和图3所示，板件结构是叠放设置的，并且上料机构10是位于推料机构20的上方，推料机构20上设置有一个矩形凹槽，该矩形凹槽用于接收上料机构10的板件结构，板件结构可依次进入该推料机构20。具体地，储料位置处是与推料机构20的矩形凹槽连接的，当板件结构依照重力进入推料机构20的矩形凹槽后，推料机构20的气缸就会伸出至设定位置，通过气缸的运动将板件结构从矩形凹槽中推出，而此时推出的储料位置处最底下的板件结构，当最底下的板件结构被推出，储料位置处板件结构整体向下运动，又有一个板件结构进入推料机构20的矩形凹槽，等到下一次被推料机构20推出。
步骤S300、通过预设的旋转抓料机构将所述板件结构抓起并旋转90°后送入预设的二次定位机构。
当推料机构20将板件结构推出后，本实施例可通过预设的旋转抓料机构30将所述板件结构抓起。由于板件结构被推出时是平放的，为了在后续步骤中对板件结构进行定位以及收纳，该旋转抓料机构30在对板件结构抓起后，将板件结构旋转90°，然后送入预设的二次定位机构40。在具体应用时，本实施例的旋转抓料机构30可包括水平运动机构、垂直运动机构以及旋转运动机构，这样可以满足本实施例对于板体结构的运动需求。
步骤S400、基于所述二次定位机构对所述板件结构进行横向定位与纵向定位，并在定位结束后将所述板件结构送入至目标位置。
当二次定位机构40接收到板件结构后，本实施例对所述板件结构进行横向定位与纵向定位。具体地，本实施例的二次定位机构40上设置有横向定位面和纵向定位面，该二次定位机构40可利用气缸将板件结构推至横向定位面与纵向定位面，然后基于所述横向定位面与所述纵向定位面对所述板件结构进行横向定位与纵向定位。当完成定位后，本实施例可再基于送料机构，将板件结构抓取并送至目标位置，本实施例的目标位置为角柱50，板件结构可放置并收纳在角柱50上。
综上，本实施例本实施例首先基于传感器获取上料机构10上预设的储料位置处的图像信息，并根据所述图像信息，确定所述储料位置处的板件结构的数量，本实施例的所述储料位置处存储着多个叠放设置的板件结构，板件结构可依照自身重力依次进入推料机构20，控制预设的推料机构20将所述板件结构推出。接着，通过预设的旋转抓料机构30将所述板件结构抓起并旋转90°后送入预设的二次定位机构40。最后，基于所述二次定位机构40对所述板件结构进行横向定位与纵向定位，并在定位结束后将所述板件结构送入至目标位置。本实施例可通过获取储料位置处的图像信息，然后对图像信息进行分析，确定出储料位置处的板件结构的数量，并由推料机构20将板件结构推出，并对各个机构进协同控制，有助于实现板件结构的持续且稳定的上料。
示例性装置
本实施例还提供一种基于计算机视觉的板件结构上料控制装置，如图4中所示，本实施例的装置包括：上料机构301、传感器302、控制端303、推料机构304、旋转抓料机构305以及二次定位机构306。具体地，本实施例的所述上料机构301上预设有储料位置处，所述储料位置处存储着多个叠放设置的板件结构。所述传感器302用于获取储料位置处的图像信息。所述控制端303用于根据所述图像信息，确定所述储料位置处的板件结构的数量，并控制推料机构304、旋转抓料机构305以及二次定位机构306工作。所述推料机构304用于接收来自储料位置处的板件结构，并将所述板件结构推出。所述旋转抓料机构305用于将所述板件结构抓起并旋转90°后送入预设的二次定位机构。所述二次定位机构306用于对所述板件结构进行横向定位与纵向定位，并在定位结束后将所述板件结构送入至目标位置。
本实施例的推料机构304、旋转抓料机构305以及二次定位机构306的结构示意如图2和图3中所示，并且推料机构304、旋转抓料机构305以及二次定位机构306的工作原理如上述方法实施例中的相同。
基于上述实施例，本发明还提供了一种控制端，所述控制端的原理框图可以如图5所示。控制端可以包括一个或多个处理器100(图5中仅示出一个)，存储器101以及存储在存储器101中并可在一个或多个处理器100上运行的计算机程序102，例如，基于计算机视觉的板件结构上料控制的程序。一个或多个处理器100执行计算机程序102时可以实现APP主题场景控制的方法实施例中的各个步骤。或者，一个或多个处理器100执行计算机程序102时可以实现基于计算机视觉的板件结构上料控制的装置实施例中各模块/单元的功能，此处不作限制。
在一个实施例中，所称处理器100可以是中央处理单元(Central ProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
在一个实施例中，存储器101可以是电子设备的内部存储单元，例如电子设备的硬盘或内存。存储器101也可以是电子设备的外部存储设备，例如电子设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，SMC)，安全数字(secure digital，SD)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，存储器101还可以既包括电子设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器101用于存储计算机程序以及控制端所需的其他程序和数据。存储器101还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
本领域技术人员可以理解，图5中示出的原理框图，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的控制端的限定，具体的控制端以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、运营数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双运营数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
最后应说明的是：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 (6)
1.一种基于计算机视觉的板件结构上料控制方法，其特征在于，所述方法包括：
基于传感器获取上料机构上预设的储料位置处的图像信息，并根据所述图像信息，确定所述储料位置处的板件结构的数量，其中，所述储料位置处存储着多个叠放设置的板件结构；
控制所述板件结构依次进入预设的推料机构，并控制预设的推料机构将所述板件结构推出；
通过预设的旋转抓料机构将所述板件结构抓起并旋转90°后送入预设的二次定位机构；
基于所述二次定位机构对所述板件结构进行横向定位与纵向定位，并在定位结束后将所述板件结构送入至目标位置；
所述基于传感器获取上料机构上预设的储料位置处的图像信息，并根据所述图像信息，确定所述储料位置处的板件结构的数量，包括：
基于预设的传感器获取所述储料位置处的图像信息，并对所述图像信息进行预处理，得到预处理后的图像信息；
对预处理后的图像信息进行边缘检测，确定预处理后的图像信息中的物体的边缘信息；
将物体的边缘信息与预设的模板信息进行匹配，确定出预处理后的图像信息中的板件结构的边缘信息，其中，所述模板信息中包括单个板件结构的边缘数据；
基于板件结构的边缘信息，确定所述板件结构的数量；
所述基于板件结构的边缘信息，确定所述板件结构的数量，包括：
基于预设的YOLO5算法对板件结构的边缘信息进行检测与计算，得到所述板件结构的边界尺寸；
获取单个板件的尺寸信息，并基于所述单个板件的尺寸信息以及所述板件结构的边界尺寸，确定所述板件结构的数量；
所述基于所述二次定位机构对所述板件结构进行横向定位与纵向定位，包括：
将所述板件结构推送至所述二次定位机构的定位面，所述定位面包括横向定位面与纵向定位面；
基于所述横向定位面与所述纵向定位面对所述板件结构进行横向定位与纵向定位；
所述方法，还包括：
将所述板件结构的数量与预设的标准数量进行比较，其中，所述标准数量为保证板件结构充足的数量；
若所述板件结构的数量小于所述标准数量，则向预设的上料机构发出补料信号，以基于所述补料信号补充板件结构。
2.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的板件结构上料控制方法，其特征在于，所述对预处理后的图像信息进行边缘检测，确定预处理后的图像信息中的物体的边缘信息，包括：
对预处理后的图像信息进行分析，去预处理后的图像信息中的预设位置处是否存在物体；
若存在物体，则对预处理后的图像信息中的物体进行边缘检测，确定预处理后的图像信息中的物体的边缘信息。
3.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的板件结构上料控制方法，其特征在于，所述控制所述板件结构依次进入预设的推料机构，并控制预设的推料机构将所述板件结构推出，包括：
所述储料位置处的板件结构依自身重量依次进入所述推料机构上预设的矩形凹槽；
控制所述推料机构的气缸伸出至设定位置，以将所述板件结构从所述矩形凹槽中推出。
4.一种基于上述权利要求1-3任一项所述的基于计算机视觉的板件结构上料控制方法的板件结构上料控制装置，其特征在于，所述装置包括：
上料机构，所述上料机构上预设有储料位置处，所述储料位置处存储着多个叠放设置的板件结构；
传感器，所述传感器用于获取储料位置处的图像信息；
控制端，所述控制端用于根据所述图像信息，确定所述储料位置处的板件结构的数量，并控制推料机构、旋转抓料机构以及二次定位机构工作；
推料机构，所述推料机构用于接收来自储料位置处的板件结构，并将所述板件结构推出；
旋转抓料机构，所述旋转抓料机构用于将所述板件结构抓起并旋转90°后送入预设的二次定位机构；
二次定位机构，所述二次定位机构用于对所述板件结构进行横向定位与纵向定位，并在定位结束后将所述板件结构送入至目标位置。
5.一种控制端，其特征在于，所述控制端包括存储器、处理器及存储在存储器中并可在处理器上运行的基于计算机视觉的板件结构上料控制程序，所述处理器执行所述基于计算机视觉的板件结构上料控制程序时，实现如权利要求1-3任一项所述的基于计算机视觉的板件结构上料控制方法的步骤。
6.一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上存储有基于计算机视觉的板件结构上料控制程序，所述基于计算机视觉的板件结构上料控制程序被处理器执行时，实现如权利要求1-3任一项所述的基于计算机视觉的板件结构上料控制方法的步骤。
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