CN116699166A - 一种基于视觉识别的油色谱样品自动定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人视觉控制技术领域，具体而言，涉及一种基于视觉识别的油色谱样品自动定位方法及系统，本发明解决的问题：油色谱样品在自动上样的过程中无法准确定位的问题，为解决上述问题，本发明实施例提供一种基于视觉识别的油色谱样品自动定位方法，工作台上放置有多个色谱仪，每个色谱仪上设有转动进样盘，每个转动进样盘上设有多个进样口，定位方法包括：通过第一相机实时获取工作台上的图像信息，得到第一图像结果，根据第一图像结果确定油色谱样品需要放置的色谱仪，通过第二相机获取油色谱样品的摆放位置，得到第二图像结果，根据第二图像结果抓取油色谱样品，并将抓取的油色谱样品移动至目标仪器的上方。

Description

一种基于视觉识别的油色谱样品自动定位方法及系统

技术领域

本发明涉及机器人视觉控制技术领域，具体而言，涉及一种基于视觉识别的油色谱样品自动定位方法及系统。

背景技术

近年来，通过油色谱分析试验判断充油电气设备内部故障性质的方法，已经成为保证充油电气设备运行安全的重要手段，通常油色谱试验以注入气样的方式进行分析，但因为收集气体的过程过于繁琐，采用油液检测的色谱分析仪，检测效率更高，并且在自动上样时，油样的注射难度要小于气样的注射难度，常规的自动上样方法都依靠固定各模块位置，提前配置各模块动作，从指定样品位置抓取针筒，移至油色谱分析仪进行上样，但是这种上样方式无法识别样品存放位注射器的位置，以及其中注射器是否倾斜，在抓取针筒上样时，无法判断色谱仪内是否已完成采样并取出，并且上样后无法判断样品在油色谱分析仪位置，更无法同时通过一个机械手同时对多个色谱仪进行自动上样，导致色谱仪的检测效率过低。

举例而言，公开号为CN114378825B的中国发明专利公开了一种多相机视觉定位方法、系统及电子设备，根据样品放置位置的不同来改变机器人的运行姿态，实现定位装配，但是无法实现在定位装配的过程中，根据样品放置位置的不同而改变机器人的放置速率。

发明内容

本发明解决的问题：油色谱样品在自动上样的过程中无法准确定位的问题。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种基于视觉识别的油色谱样品自动定位方法，定位方法应用于工作台，工作台上放置有多个色谱仪，每个色谱仪上设有转动进样盘，每个转动进样盘上设有多个进样口，定位方法包括：通过第一相机实时获取工作台上的图像信息，得到第一图像结果，根据第一图像结果确定油色谱样品需要放置的色谱仪，记为目标仪器，并确定目标仪器上油色谱样品需要放置的进样口，记为目标进口；控制机械臂移动至样品存放架，通过第二相机获取油色谱样品的摆放位置，得到第二图像结果，根据第二图像结果抓取油色谱样品，并将抓取的油色谱样品移动至目标仪器的上方；通过第二相机获取转动进样盘的图像信息，并将靠近油色谱样品的进样口记为当前进口，判断当前进口与目标进口是否相同；若是，则判断目标进口内是否存在尚未完成的油色谱样品；当目标进口内存在尚未完成的油色谱样品时，工作台发出警报信息；当目标进口内不存在油色谱样品时，机械臂根据目标进口进行放置路径规划，放置目标样品；当油色谱样品放置于目标进口后，控制机械臂向样品存放架移动，再次获取第一图像结果，根据第一图像结果选取目标仪器，并控制机械臂的移动速度；若否，则获取当前进口与目标进口的坐标信息，根据坐标信息控制转动进样盘转动。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：第一相机的设置，让工作台上的整体情况能够得到观察，并根据观察结果来确定油色谱样品的放置位置，第二相机的设置让机械臂抓取油色谱样品时更加准确，并且在上样的过程中，能够对目标进口进行检查，避免油色谱样品的放置位置错误，影响检测工作后续的进行，当上样完成后，通过第一图像结果来确定下一次上样的进样口，让机械臂能够根据当前的检测状况选取合适的进样口，让目标进口的选取，符合当前的工作状态，还能够在不同的工作状态下，选取不同的机械臂的移动速度，让机械臂的工作状态也能够与当前的工作状态相配合，通过一个机械臂为多个色谱仪进行上样的工作方式，不但能够实现长时间的不间断工作，降低人工成本，还提高了检测效率。

在本发明的一个实施例中，控制机械臂移动至样品存放架，通过第二相机获取油色谱样品的摆放位置，得到第二图像结果，根据第二图像结果抓取油色谱样品，并将抓取的油色谱样品移动至目标仪器的上方，具体包括：通过视觉识别对油色谱样品进行圆检测，确定油色谱样品的圆轮廓和圆心位置；根据圆轮廓与圆心位置，确定样品存放架上每个油色谱样品的摆放位置；根据摆放位置确定需要抓取的油色谱样品，记为目标样品；机械臂根据目标样品进行取样路径规划，并抓取油色谱样品。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：机械臂在第二相机的辅助下，通过视觉识别结合圆检测技术，绘制油色谱样品的圆轮廓及圆心，让油色谱样品的定位更加准确，相较于传统的自动上样方式，依靠固定各模块位置，提前配置各模块动作，从指定样品位置抓取针筒，油色谱样品定位的方式能够确保样品存放位上放置有油色谱样品，避免机械臂空抓，节省了运行时间，提升了运行效率。

在本发明的一个实施例中，通过第二相机获取转动进样盘的图像信息，并将油色谱样品下方的进样口记为当前进口，判断当前进口与目标进口是否相同，具体包括：获取目标进口的识别信息，得到第一识别结果；通过第二相机对当前进口的标识进行识别，得到第二识别结果；根据第一识别结果与第二识别结果，判断当前进口与目标进口是否相同。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过对每一个进样口设置不同的识别信息，让机械臂在上样前能够通过第二相机对当前进口进行校准，避免出现上样位置错误，每个进样口具有单独的标识，也让各个进样口的管理更加便捷。

在本发明的一个实施例中，当目标进口内不存在油色谱样品时，机械臂根据目标进口进行放置路径规划，放置目标样品，具体包括：通过第二相机对目标进口进行边缘检测，将检测得到的结果进行二值化处理，得到第一处理结果；对第一处理结果进行筛选，筛选出圆度大于0.05的圆轮廓，得到第三图像结果；对第三图像结果先进行腐蚀处理，再进行膨胀处理，将多个圆轮廓拟合出圆形，得到定位圆；机械臂通过移动，将目标样品的圆心与定位圆的圆心重合，确保机械臂与目标样品处于同一直线；控制机械臂沿竖直方向移动，将目标样品放入目标进口。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过二值化的处理，让目标进口的边缘轮廓更加清晰，通过圆轮廓的筛选来排除部分干扰图像，提升对目标进口的边缘检测的准确性，腐蚀处理能够降低图像的噪音，膨胀处理又能够将多段圆轮廓进行拟合，使得目标进口在通过视觉识别后，形成一个定位圆，便于机械臂进行定位，顺利的将油色谱样品放入。

在本发明的一个实施例中，当油色谱样品放置于目标进口后，再次获取第一图像结果，根据第一图像结果选取目标仪器，并控制机械臂的移动速度，具体包括：通过第一图像结果获取每个转动进样盘上的油色谱样品的数量，计算每个转动进样盘上未摆放的油色谱样品的进样口的数量，得到多个第一数量结果；根据第一数量结果判断油色谱样品的分布情况，并根据分布情况确定下一个油色谱样品需要摆放的色谱仪；获取所有转动进样盘上未摆放油色谱样品的进样口的数量，得到第二数量结果，根据第二数量结果调整机械臂的移动速度；其中，机械臂将目标样品放置在目标进口后，直接进行下一个油色谱样品的抓取，与进样口配合的油色谱样品在色谱仪分析结束后，通过取样装置进行下样。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过第一数量结果来判断各个转动进样盘上能够摆放的油色谱样品的数量，让机械臂在摆放完目标样品后，能够根据不同色谱仪上的油色谱样品的摆放情况来选取下次油色谱样品的摆放位置，便于取样装置对分析完成的油色谱样品进行取样，第二数量结果能够让机械臂的移动速度与当前的工作情况相适配，进一步的提升变压器油的分析效率。

在本发明的一个实施例中，根据第一数量结果判断油色谱样品的分布情况，并根据分布情况确定下一个油色谱样品需要摆放的色谱仪，具体包括：获取每个转动进样盘能够放置的油色谱样品的数量，并与第一数量结果进行比较，得到每个转动进样盘上能够放置的油色谱样品的数量，记为可摆放数量；将每个转动进样盘对应的可摆放数量进行比较，将可摆放数量最多的转动进样盘对应的色谱仪进行标记，记为待选取仪器；根据待选取仪器的数量确定下一个油色谱样品需要摆放的色谱仪。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：根据可摆放数量来确定待选取仪器，让油色谱样品在检测的过程中，每个色谱仪的工作量更加平均。

在本发明的一个实施例中，根据待选取仪器的数量确定下一个油色谱样品需要摆放的色谱仪，具体包括：当待选取仪器的数量为一个时，待选取仪器为下一个油色谱样品需要摆放的色谱仪；当待选取仪器的数量为多个时，比较各个待选取仪器与样品存放架之间的距离，将距离最短的待选取仪器作为下一个油色谱样品需要摆放的色谱仪。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过各个色谱仪获取与样品存放架之间的距离，在有多个待选取仪器的情况下，能够选取距离最近的待选取仪器，减少了机械臂的移动距离，在相同的移动速度下，提升了油色谱样品的检测效率。

在本发明的一个实施例中，获取所有转动进样盘上未摆放油色谱样品的进样口的数量，得到第二数量结果，根据第二数量结果调整机械臂的移动速度，具体包括：获取工作台上进样口数量的总和，记为满载数量；将每个转动进样盘对应的可摆放数量相加，得到总摆放数量；根据满载数量与总摆放数量计算数量差值；根据数量差值与转动进样盘的个数调整机械臂的移动速度。根据数量差值与转动进样盘的个数调整机械臂的移动速度，具体包括：当数量差值大于转动进样盘的个数时，机械臂具有第一运行速度；当数量差值小于等于转动进样盘的个数时，机械臂具有第二运行速度；其中，第一运行速度＞第二运行速度。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：机械臂以第一运行速度来确保油色谱样品的上样效率，通过数量差值来调整机械臂的运行速度，并以第二运行速度来避免与取样装置发生接触，提升油色谱样品检测过程中的安全性。

在本发明的一个实施例中，还提供一种基于视觉识别的油色谱样品自动定位系统，上述实施例中所记载的定位方法应用于定位系统中，定位系统包括：工作台，工作台上设有色谱仪和样品存放架，每个色谱仪上均设有转动进样盘；机械臂固定于工作台，多个色谱仪环绕机械臂设置。

该基于视觉识别的油色谱样品自动定位系统具有上述基于视觉识别的油色谱样品自动定位方法的全部技术特征，此处不再一一赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中待要使用的附图作简单介绍，显而易见的，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为本发明自动定位方法流程图之一；

图2为本发明自动定位方法流程图之二；

图3为本发明自动定位方法流程图之三；

图4为本发明自动定位方法流程图之四；

图5为本发明自动定位系统具体结构示意图；

附图标记说明：

100-工作台；110-机械臂；120-色谱仪；121-转动进样盘；130-样品存放架。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

【第一实施例】

参见图1至图4，在一个具体的实施例中，本发明提供一种基于视觉识别的油色谱样品自动定位方法，定位方法应用于工作台，工作台上放置有多个色谱仪，每个色谱仪上设有转动进样盘，每个转动进样盘上设有多个进样口，定位方法包括：

S100、通过第一相机实时获取工作台上的图像信息，得到第一图像结果，根据第一图像结果确定油色谱样品需要放置的色谱仪，记为目标仪器，并确定目标仪器上油色谱样品需要放置的进样口，记为目标进口；

S200、控制机械臂移动至样品存放架，通过第二相机获取油色谱样品的摆放位置，得到第二图像结果，根据第二图像结果抓取油色谱样品，并将抓取的油色谱样品移动至目标仪器的上方；

S300、通过第二相机获取转动进样盘的图像信息，并将靠近油色谱样品的进样口记为当前进口，判断当前进口与目标进口是否相同；

S310、若是，则判断目标进口内是否存在尚未完成的油色谱样品；

S311、当目标进口内存在尚未完成的油色谱样品时，工作台发出警报信息；

S312、当目标进口内不存在油色谱样品时，机械臂根据目标进口进行放置路径规划，放置目标样品；

S313、当油色谱样品放置于目标进口后，控制机械臂向样品存放架移动，再次获取第一图像结果，根据第一图像结果选取目标仪器，并控制机械臂的移动速度；

S320、若否，则获取当前进口与目标进口的坐标信息，根据坐标信息控制转动进样盘转动。

在步骤S100中，第一相机安装在工作台的上方，能够对工作台整体的图像情况进行分析，在检测工作进行的过程中实时的对工作台进行拍摄，工作台上放置有多个色谱仪，机械臂固定于工作台的中心位置，多个色谱仪环绕机械臂的固定位置设置，在刚开始进行工作时，每个色谱仪上都没有放置油色谱样品，此时通过第一图像结果确定目标仪器和目标进口，并将选定的结果发送给机械臂。

在步骤S200中，机械臂接收到有关目标仪器和目标进口的指令后，机械臂进入工作状态，在第一图像结果的引导下向样品存放架的方向移动，样品存放架上放置有油色谱样品，油色谱样品为变压器油，变压器油保存在针筒内，针筒以竖直的状态放置在样品存放架上，当到达样品存放架的上方时，第二相机对样品存放架进行拍摄，获取第二图像结果，根据第二图像结果确定机械臂需要抓取的油色谱样品，抓取完毕后，根据确定的目标仪器和目标进口，控制机械臂的移动方向。

在步骤S300中，第二相机在机械臂移动的过程中实时进行拍摄，当第二相机转动至目标仪器上方后，在第一图像结果的引导下，机械臂会与目标仪器上的一个进样口对齐，但因为第一相机的拍摄范围较大，而进样口的口径较小，在识别过程中容易出现错误，因此，当机械臂移动至目标仪器范围内后，会将正下方的进样口标记为当前进口，并通过图像检测判断目标进口与当前进口是否相同。

在步骤S311中，当目标进口内具有未完成的油色谱样品时，说明根据第一图像结果确定的目标进口出现了错误，需要对第一图像结果的识别方式进行检测，此时发出报警信息，但不停止机械臂的工作，并重新确定目标进口，若重新确定的目标进口在上样时依然出现存在尚未完成的油色谱样品的情况，此时机械臂停止工作，并持续发出警告信息。

在步骤S313中，当目标样品放置完毕后，机械臂向样品存放架移动并进行下一个油色谱样品的上样，当机械臂离开色谱仪的放置区域后，再次获取第一图像结果，避免机械臂对目标仪器的选取发生干扰，在选取目标仪器的过程中，根据工作台上剩余的进样口的数量，控制机械臂的移动速度。

第一相机的设置，让工作台上的整体情况能够得到观察，并根据观察结果来确定油色谱样品的放置位置，第二相机的设置让机械臂抓取油色谱样品时更加准确，并且在上样的过程中，能够对目标进口进行检查，避免油色谱样品的放置位置错误，影响检测工作后续的进行，当上样完成后，通过第一图像结果来确定下一次上样的进样口，让机械臂能够根据当前的检测状况选取合适的进样口，让目标进口的选取，符合当前的工作状态，还能够在不同的工作状态下，选取不同的机械臂的移动速度，让机械臂的工作状态也能够与当前的工作状态相配合，通过一个机械臂为多个色谱仪进行上样的工作方式，不但能够实现长时间的不间断工作，降低人工成本，还提高了检测效率。

【第二实施例】

参见图3，在一个具体的实施例中，控制机械臂移动至样品存放架，通过第二相机获取油色谱样品的摆放位置，得到第二图像结果，根据第二图像结果抓取油色谱样品，并将抓取的油色谱样品移动至目标仪器的上方，具体包括：

S210、通过视觉识别对油色谱样品进行圆检测，确定油色谱样品的圆轮廓和圆心位置；

S220、根据圆轮廓与圆心位置，确定样品存放架上每个油色谱样品的摆放位置；

S230、根据摆放位置确定需要抓取的油色谱样品，记为目标样品；

S240、机械臂根据目标样品进行取样路径规划，并抓取油色谱样品。

在步骤S210中，因为变压器油通过针筒进行保存，针筒呈圆柱状，通过圆检测的方式就能够确定针筒的具体位置。

在步骤S220中，通过对图形进行边缘检测，得到边缘检测的二值图，对边缘中每一个非零点，通过Sobel算法计算局部梯度，得到的梯度方向就是圆切线的法线，对于同一段轮廓，通过三条法线就能确定一个圆心，也就得到了针筒的准确位置。

在步骤S230中，得到了针筒的准确位置后，根据每个针筒的摆放位置来确定机械臂需要抓取的针筒，机械臂的取样顺序预先设定，可以沿横向依次抓取，也可以沿竖向依次抓取，但一次工作的过程中，抓取的顺序是一定的，避免出现样品存放架上，剩余针筒散乱的情况。

在步骤S240中，当针筒的圆轮廓和圆心位置识别完毕后，机械臂得到了针筒的坐标位置，根据机械臂自身位置，机械臂开始计算移动路径，先控制机械臂移动至圆心位置的正上方，保持机械臂的中心与针筒的圆心处于同一直线，然后再控制机械臂竖直向下移动，对针筒进行抓取。

机械臂在第二相机的辅助下，通过视觉识别结合圆检测技术，绘制油色谱样品的圆轮廓及圆心，让油色谱样品的定位更加准确，相较于传统的自动上样方式，依靠固定各模块位置，提前配置各模块动作，从指定样品位置抓取针筒，油色谱样品定位的方式能够确保样品存放位上放置有油色谱样品，避免机械臂空抓，节省了运行时间，提升了运行效率。

【第三实施例】

参见图4，在一个具体的实施例中，通过第二相机获取转动进样盘的图像信息，并将油色谱样品下方的进样口记为当前进口，判断当前进口与目标进口是否相同，具体包括：

S301、获取目标进口的识别信息，得到第一识别结果；

S302、通过第二相机对当前进口的标识进行识别，得到第二识别结果；

S303、根据第一识别结果与第二识别结果，判断当前进口与目标进口是否相同。

在步骤S301中，识别信息通常是识别标记在进样口旁边的数字编号，也可以是标记在进样口旁的二维码，因此，每个进样口都具有一个特定的识别信息，第一图像结果通过目标仪器的位置，根据目标仪器上转动进样盘的转动位置，确定了目标进口，并将目标进口的识别信息一并发送至第二相机。

在步骤S302与步骤S303中，当机械臂运行到当前进口上方后，第二相机对当前进口的标识进行识别，随后将得到的第二识别结果与第一识别结果进行比较，当第一识别结果与第二识别结果相同时，当前进口与目标进口相同，当第一识别结果与第二识别结果不同时，当前进口与目标进口不同。

通过对每一个进样口设置不同的识别信息，让机械臂在上样前能够通过第二相机对当前进口进行校准，避免出现上样位置错误，每个进样口具有单独的标识，也让各个进样口的管理更加便捷。

【第四实施例】

在一个具体的实施例中，当目标进口内不存在油色谱样品时，机械臂根据目标进口进行放置路径规划，放置目标样品，具体包括：

S241、通过第二相机对目标进口进行边缘检测，将检测得到的结果进行二值化处理，得到第一处理结果；

S242、对第一处理结果进行筛选，筛选出圆度大于0.05的圆轮廓，得到第三图像结果；

S243、对第三图像结果先进行腐蚀处理，再进行膨胀处理，将多个圆轮廓拟合出圆形，得到定位圆；

S244、机械臂通过移动，将目标样品的圆心与定位圆的圆心重合，确保机械臂与目标样品处于同一直线，控制机械臂沿竖直方向移动，将目标样品放入目标进口。

在步骤S242中，因为进样口并不是完整的圆，因此通过圆心校准的方法进行校准时，需要将进样口的图像进行调整，以此便于机械臂对目标进口进行校准，因此，需要将圆度大于0.05的圆轮廓进行筛选。

在步骤S243中，通过腐蚀处理来减少噪声对第三图像结果的影响，随后通过膨胀的方式，加深圆轮廓，最后将空隙较小的轮廓相互之间进行合并，根据轮廓拟合出圆形，得到定位圆。

在步骤S244中，机械臂在抓取完目标样品后，机械臂抓取端的部分不再进行转动，以确保针筒处于竖直状态，机械臂根据定位圆的圆心进行移动，使针筒的圆心与定位圆的圆心重合后，控制机械臂竖直下降，将变压器油从目标进样口注入色谱仪中。

相关技术中，通过视觉识别进行定位时，并没有考虑到进样口处不是完整的圆形，导致油色谱样品在上样的过程中容易发生偏差，降低油色谱样品的放样效率。

通过二值化的处理，让目标进口的边缘轮廓更加清晰，通过圆轮廓的筛选来排除部分干扰图像，提升对目标进口的边缘检测的准确性，腐蚀处理能够降低图像的噪音，膨胀处理又能够将多段圆轮廓进行拟合，使得目标进口在通过视觉识别后，形成一个定位圆，便于机械臂进行定位，顺利的将油色谱样品放入。

【第五实施例】

在一个具体的实施例中，当油色谱样品放置于目标进口后，再次获取第一图像结果，根据第一图像结果选取目标仪器，并控制机械臂的移动速度，具体包括：

S313a、通过第一图像结果获取每个转动进样盘上的油色谱样品的数量，计算每个转动进样盘上未摆放的油色谱样品的进样口的数量，得到多个第一数量结果；

S313b、根据第一数量结果判断油色谱样品的分布情况，并根据分布情况确定下一个油色谱样品需要摆放的色谱仪；

S313c、获取所有转动进样盘上未摆放油色谱样品的进样口的数量，得到第二数量结果，根据第二数量结果调整机械臂的移动速度；

其中，机械臂将目标样品放置在目标进口后，直接进行下一个油色谱样品的抓取，与进样口配合的油色谱样品在色谱仪分析结束后，通过取样装置进行下样。

在步骤S313a中，当油色谱样品进样完毕后，针筒会放置在进样口上，此时，通过第一图像结果能够检测到每个转动盘上放置的针筒的数量，根据每个转动进样盘能够放置的最大油色谱样品的数量，能够得到每个转动进样盘上未摆放油色谱样品的进样口的数量，即每个转动进样盘都对应一个第一数量结果。

在步骤S313b中，通过第一数量结果判断每个色谱仪上还能够摆放的油色谱样品的数量，根据数量的多少以及距离样品存放架的距离，来确定下一个油色谱样品放置的色谱仪。

举例来说，工作台上放有三个色谱仪，分别为第一色谱仪、第二色谱仪和第三色谱仪，每个色谱仪上具有四个进样口，第一色谱仪对应的第一数量结果为1，第二色谱仪对应的第一数量结果为2，第三色谱仪对应的第一数量结果为1，则第一色谱仪还能够放置3个油色谱样品，第二色谱仪还能够放置2个油色谱样品，第三色谱仪还能够放置3个油色谱样品。

在步骤S313c中，将每个转动进样盘上能够放置的油色谱样品的数量进行相加，以步骤S313b中的数据为例，第二数量结果为10，机械臂的移动速度能够根据第二数量结果的变化而改变。

通过第一数量结果来判断各个转动进样盘上能够摆放的油色谱样品的数量，让机械臂在摆放完目标样品后，能够根据不同色谱仪上的油色谱样品的摆放情况来选取下次油色谱样品的摆放位置，便于取样装置对分析完成的油色谱样品进行取样，第二数量结果能够让机械臂的移动速度与当前的工作情况相适配，进一步的提升变压器油的分析效率。

【第六实施例】

在一个具体的实施例中，根据第一数量结果判断油色谱样品的分布情况，并根据分布情况确定下一个油色谱样品需要摆放的色谱仪，具体包括：

S313b1、获取每个转动进样盘能够放置的油色谱样品的数量，并与第一数量结果进行比较，得到每个转动进样盘上能够放置的油色谱样品的数量，记为可摆放数量；

S313b2、将每个转动进样盘对应的可摆放数量进行比较，将可摆放数量最多的转动进样盘对应的色谱仪进行标记，记为待选取仪器，根据待选取仪器的数量确定下一个油色谱样品需要摆放的色谱仪。

在步骤S313b1与步骤S313b2中，机械臂会优先往可摆放数量较多的转动进样盘上摆放，让每个色谱仪的工作量更加平均，分析结果的获取也变得更加的便捷。

根据可摆放数量来确定待选取仪器，让整个检测的过程中，每个色谱仪的工作量更加平均。

【第七实施例】

在一个具体的实施例中，根据待选取仪器的数量确定下一个油色谱样品需要摆放的色谱仪，具体包括：

S313b11、当待选取仪器的数量为一个时，待选取仪器为下一个油色谱样品需要摆放的色谱仪；

S313b12、当待选取仪器的数量为多个时，比较各个待选取仪器与样品存放架之间的距离，将距离最短的待选取仪器作为下一个油色谱样品需要摆放的色谱仪。

在步骤S313b11中，当待选取仪器的数量为一个时，直接将该待选取仪器作为机械臂下次放置油色谱样品的目标仪器，举例来说，第一色谱仪、第二色谱仪与第三色谱仪能够放置的油色谱样品数量为2个，第四色谱仪能够放置的油色谱样品数量为3个，此时第四色谱仪成为唯一的一个待选取仪器。

在步骤S313b12中，当待选取仪器的数量为多个时，根据待选取仪器与样品存放架的距离来确定待选取仪器，优先选取离样品存放架距离近的待选取仪器，多个色谱仪和样品存放架围绕机械臂与工作台的固定位置呈圆弧形排列，因此每个色谱仪与样品存放架之间的距离都不相同。

需要说明的是，每个色谱仪与样品存放架之间的距离大小的排序可以直接获取，当出现待选取仪器有多个时，只需根据色谱仪的编号进行对比，就可以得到距离较近的待选取仪器。

通过各个色谱仪获取与样品存放架之间的距离，在有多个待选取仪器的情况下，能够选取距离最近的待选取仪器，减少了机械臂的移动距离，在相同的移动速度下，提升了油色谱样品的检测效率。

【第八实施例】

在一个具体的实施例中，获取所有转动进样盘上未摆放油色谱样品的进样口的数量，得到第二数量结果，根据第二数量结果调整机械臂的移动速度，具体包括：

S313c1、获取工作台上进样口数量的总和，记为满载数量，将每个转动进样盘对应的可摆放数量相加，得到总摆放数量；

S313c2、根据满载数量与总摆放数量计算数量差值，根据数量差值与转动进样盘的个数调整机械臂的移动速度。

在步骤S313c1中，每个色谱仪上都设有转动进样盘，每个转动进样盘上的进样口的数量不一定相同，在工作的过程中，可以根据目标时间内需要进行检测的油色谱样品的数量来更换不同的色谱仪，只需将色谱仪放置到工作台上的指定位置即可，不同色谱仪具有不同的满载数量，也具有不同的分析速率，当色谱仪的种类和数量确定后，计算工作台上的总摆放数量。

在步骤S313c2中，机械臂的移动速度调整方式具体包括：当数量差值大于转动进样盘的个数时，机械臂具有第一运行速度；当数量差值小于等于转动进样盘的个数时，机械臂具有第二运行速度；其中，第一运行速度＞第二运行速度。

第一运行速度为机械臂正常工作时的运行速度，只要数量差值大于转动进样盘的个数，机械臂的工作速度就不发生改变，当数量差值小于转动进样盘的个数时，根据步骤S313b所描述的油色谱样品的摆放方法，说明此时有一个色谱仪处于满载状态，或是每个色谱仪只剩下一个可摆放位置，此时各个转动进样盘上都放置有多个油色谱样品，会有很多分析工作即将完成油色谱样品，取样装置在这段时间内的取样频率会上升，为了避免机械臂与取样装置发生干涉，因此机械臂在放样的过程中能够需要以第二运行速度运行，即降低机械臂的移动速度。

需要说明的是，不同的色谱仪根据使用时间的不同，分析油色谱样品的时间会有所不同，并且不同的油色谱样品需要的检测的时间也会有所波动，因此会出现取样装置无法进行取样，多个油色谱样品放置在进样口处。

机械臂以第一运行速度来确保油色谱样品的上样效率，通过数量差值来调整机械臂的运行速度，并以第二运行速度来避免与取样装置发生接触，提升油色谱样品检测过程中的安全性。

【第九实施例】

参见图5，在一个具体的实施例中，本发明还提供一种基于视觉识别的油色谱样品自动定位系统，上述实施例中所记载的定位方法应用于定位系统中，定位系统包括：

工作台100，工作台100上设有色谱仪120和样品存放架130，每个色谱仪120上均设有转动进样盘121，机械臂110固定于工作台100，多个色谱仪120环绕机械臂110设置。

该基于视觉识别的油色谱样品自动定位系统具有上述基于视觉识别的油色谱样品自动定位方法的全部技术特征，此处不再一一赘述。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种基于视觉识别的油色谱样品自动定位方法，其特征在于，所述定位方法应用于工作台，所述工作台上放置有多个色谱仪，每个所述色谱仪上设有转动进样盘，每个所述转动进样盘上设有多个进样口，所述定位方法包括：

通过第一相机实时获取工作台上的图像信息，得到第一图像结果，根据所述第一图像结果确定油色谱样品需要放置的色谱仪，记为目标仪器，并确定所述目标仪器上所述油色谱样品需要放置的进样口，记为目标进口；

控制机械臂移动至样品存放架，通过第二相机获取所述油色谱样品的摆放位置，得到第二图像结果，根据第二图像结果抓取所述油色谱样品，并将抓取的所述油色谱样品移动至所述目标仪器的上方；

通过第二相机获取所述转动进样盘的图像信息，并将靠近所述油色谱样品的进样口记为当前进口，判断所述当前进口与所述目标进口是否相同；

若是，则判断所述目标进口内是否存在尚未完成的所述油色谱样品；

当所述目标进口内存在尚未完成的所述油色谱样品时，所述工作台发出警报信息；

当所述目标进口内不存在所述油色谱样品时，所述机械臂根据所述目标进口进行放置路径规划，放置目标样品；

当所述油色谱样品放置于所述目标进口后，控制所述机械臂向所述样品存放架移动，再次获取所述第一图像结果，根据所述第一图像结果选取所述目标仪器，并控制所述机械臂的移动速度；

若否，则获取所述当前进口与所述目标进口的坐标信息，根据所述坐标信息控制所述转动进样盘转动。

2.根据权利要求1所述的基于视觉识别的油色谱样品自动定位方法，其特征在于，所述控制所述机械臂移动至样品存放架，通过第二相机获取所述油色谱样品的摆放位置，得到第二图像结果，根据第二图像结果抓取所述油色谱样品，并将抓取的所述油色谱样品移动至所述目标仪器的上方，具体包括：

通过视觉识别对所述油色谱样品进行圆检测，确定所述油色谱样品的圆轮廓和圆心位置；

根据所述圆轮廓与所述圆心位置，确定所述样品存放架上每个所述油色谱样品的摆放位置；

根据所述摆放位置确定需要抓取的所述油色谱样品，记为目标样品；

所述机械臂根据所述目标样品进行取样路径规划，并抓取所述油色谱样品。

3.根据权利要求2所述的基于视觉识别的油色谱样品自动定位方法，其特征在于，所述通过第二相机获取所述转动进样盘的图像信息，并将所述油色谱样品下方的进样口记为当前进口，判断所述当前进口与所述目标进口是否相同，具体包括：

获取所述目标进口的识别信息，得到第一识别结果；

通过第二相机对所述当前进口的标识进行识别，得到第二识别结果；

根据所述第一识别结果与所述第二识别结果，判断所述当前进口与所述目标进口是否相同。

4.根据权利要求2所述的基于视觉识别的油色谱样品自动定位方法，其特征在于，所述当所述目标进口内不存在所述油色谱样品时，所述机械臂根据所述目标进口进行放置路径规划，放置所述目标样品，具体包括：

通过所述第二相机对所述目标进口进行边缘检测，将检测得到的结果进行二值化处理，得到第一处理结果；

对所述第一处理结果进行筛选，筛选出圆度大于0.05的圆轮廓，得到第三图像结果；

对第三图像结果先进行腐蚀处理，再进行膨胀处理，将多个所述圆轮廓拟合出圆形，得到定位圆；

所述机械臂通过移动，将所述目标样品的圆心与所述定位圆的圆心重合，确保所述机械臂与所述目标样品处于同一直线；

控制所述机械臂沿竖直方向移动，将所述目标样品放入所述目标进口。

5.根据权利要求4所述的基于视觉识别的油色谱样品自动定位方法，其特征在于，所述当所述油色谱样品放置于所述目标进口后，控制所述机械臂向所述样品存放架移动，再次获取所述第一图像结果，根据所述第一图像结果选取所述目标仪器，并控制所述机械臂的移动速度，具体包括：

通过第一图像结果获取每个所述转动进样盘上的所述油色谱样品的数量，计算每个所述转动进样盘上未摆放的所述油色谱样品的所述进样口的数量，得到多个第一数量结果；

根据所述第一数量结果判断所述油色谱样品的分布情况，并根据所述分布情况确定下一个所述油色谱样品需要摆放的所述色谱仪；

获取所有所述转动进样盘上未摆放所述油色谱样品的所述进样口的数量，得到第二数量结果，根据所述第二数量结果调整所述机械臂的移动速度；

其中，所述机械臂将所述目标样品放置在所述目标进口后，直接进行下一个油色谱样品的抓取，与所述进样口配合的所述油色谱样品在所述色谱仪分析结束后，通过取样装置进行下样。

6.根据权利要求5所述的基于视觉识别的油色谱样品自动定位方法，其特征在于，所述根据所述第一数量结果判断所述油色谱样品的分布情况，并根据所述分布情况确定下一个所述油色谱样品需要摆放的所述色谱仪，具体包括：

获取每个所述转动进样盘能够放置的所述油色谱样品的数量，并与所述第一数量结果进行比较，得到每个所述转动进样盘上能够放置的所述油色谱样品的数量，记为可摆放数量；

将每个所述转动进样盘对应的所述可摆放数量进行比较，将可摆放数量最多的所述转动进样盘对应的所述色谱仪进行标记，记为待选取仪器；

根据所述待选取仪器的数量确定下一个所述油色谱样品需要摆放的所述色谱仪。

7.根据权利要求6所述的基于视觉识别的油色谱样品自动定位方法，其特征在于，根据所述待选取仪器的数量确定下一个所述油色谱样品需要摆放的所述色谱仪，具体包括：

当所述待选取仪器的数量为一个时，所述待选取仪器为下一个所述油色谱样品需要摆放的所述色谱仪；

当所述待选取仪器的数量为多个时，比较各个待选取仪器与所述样品存放架之间的距离，将距离最短的所述待选取仪器作为下一个所述油色谱样品需要摆放的所述色谱仪。

8.根据权利要求6所述的基于视觉识别的油色谱样品自动定位方法，其特征在于，所述获取所有所述转动进样盘上未摆放所述油色谱样品的所述进样口的数量，得到第二数量结果，根据所述第二数量结果调整所述机械臂的移动速度，具体包括：

获取所述工作台上所述进样口数量的总和，记为满载数量；

将每个所述转动进样盘对应的所述可摆放数量相加，得到总摆放数量；

根据所述满载数量与所述总摆放数量计算数量差值；

根据所述数量差值与所述转动进样盘的个数调整所述机械臂的移动速度。

9.根据权利要求8所述的基于视觉识别的油色谱样品自动定位方法，其特征在于，所述根据所述数量差值与所述转动进样盘的个数调整所述机械臂的移动速度，具体包括：

当所述数量差值大于所述转动进样盘的个数时，所述机械臂具有第一运行速度；

当所述数量差值小于等于所述转动进样盘的个数时，所述机械臂具有第二运行速度；

其中，所述第一运行速度＞所述第二运行速度。

10.一种基于视觉识别的油色谱样品自动定位系统，其特征在于，如权利要求1至9中任意一项所述的定位方法应用于所述定位系统中，所述定位系统包括：

所述工作台，所述工作台上设有所述色谱仪和所述样品存放架，每个所述色谱仪上均设有所述转动进样盘；

所述机械臂固定于所述工作台，多个所述色谱仪环绕所述机械臂设置。