CN204731631U - 用于移动工业机器人的亮度可控补偿视觉定位装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于移动工业机器人的亮度可控补偿视觉定位装置，工业机器人上安装有末端执行器，末端执行器包括相机、亮度可调LED光源、气爪和扫码器，亮度可调LED光源、气爪分别与工业机器人的I/O控制模块的输出端相连接，所述相机、扫码器通过以太网分别与工业机器人的信号输入端相连接。本实用新型的用于移动工业机器人的亮度可控补偿视觉定位装置，在工业机器人上安装有末端执行器，末端执行器包括相机、亮度可调LED光源、气爪和扫码器，通过电流调整LED光源的亮度，与满足每个工位的亮度，以便准确的视觉定位，自动补光，有利于实现工业生产的自动化，提高生产效率，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业机器人视觉定位技术领域，具体涉及一种用于移动工业机器人的亮度可控补偿视觉定位装置。
背景技术
移动工业机器人在反复的抓放工件的过程中会因为一些内在因素或者外界干扰而造成定位误差，从而不能稳定、可靠的抓放工件，甚至还可能导致一些事故，所以对于移动工业机器人工业中一般可以采用视觉定位的方法来消除这个误差。然而，视觉定位对于特征点的亮度十分敏感，亮度太高或者太低都会导致定位失败，目前，工业中大多都采用固定亮度的LED光源，而现场每个工位的亮度也会随着位置和时间的变化而变化，因此，采用固定亮度的LED光源就可能导致工业机器人因为视觉定位失败而停止作业，影响了生产效率，这种因为亮度而导致的定位失败可以通过人工补光的方式来解决，但是人工补光方式不利于实现工业生产的自动化，费时费力，效果也存在问题。
实用新型内容
本实用新型所解决的技术问题是传统的工业中大多都采用固定亮度的LED光源，而现场每个工位的亮度也会随着位置和时间的变化而变化，因此，采用固定亮度的LED光源就可能导致工业机器人因为视觉定位失败而停止作业，影响了生产效率的问题。本实用新型的用于移动工业机器人的亮度可控补偿视觉定位装置，在工业机器人上安装有末端执行器，末端执行器包括相机、亮度可调LED光源、气爪和扫码器，通过电流调整LED光源的亮度，与满足每个工位的亮度，以便准确的视觉定位，自动补光，有利于实现工业生产的自动化，提高生产效率，具有良好的应用前景。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种用于移动工业机器人的亮度可控补偿视觉定位装置，包括RGV导轨、RGV小车、货物架和工业机器人，所述RGV导轨设置在货物架上，所述RGV小车设置在RGV导轨上，所述工业机器人固定在RGV小车上，其特征在于：所述工业机器人上安装有末端执行器，所述末端执行器包括相机、亮度可调LED光源、气爪和扫码器，
所述相机用于采集待取放的工件所处环境的亮度，并定位待取放的工件；
所述亮度可调LED光源用于照亮待取放的工件，以便准确定位待取放的工件；
所述气爪用于抓取待取放的工件；
所述扫码器用于扫描识别待取放的工件，所述亮度可调LED光源、气爪分别与工业机器人的I/O控制模块的输出端相连接，所述相机、扫码器通过以太网分别与工业机器人的信号输入端相连接。
前述的一种用于移动工业机器人的亮度可控补偿视觉定位装置，其特征在于：所述末端执行器外壳设有一层保护罩，所述保护罩用于包括相机、亮度可调LED光源和扫码器。
前述的一种用于移动工业机器人的亮度可控补偿视觉定位装置，其特征在于：所述亮度可调LED光源为恒流源控制LED光源。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的用于移动工业机器人的亮度可控补偿视觉定位装置，在工业机器人上安装有末端执行器，末端执行器包括相机、亮度可调LED光源、气爪和扫码器，通过电流调整LED光源的亮度，与满足每个工位的亮度，以便准确的视觉定位，自动补光，有利于实现工业生产的自动化，提高生产效率，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本实用新型的的用于移动工业机器人的亮度可控补偿视觉定位装置的结构示意图。
图2是本实用新型的末端执行器的结构示意图。
图3是本实用新型的亮度可调LED光源的正向伏安特性示意图。
图4是本实用新型的用于移动工业机器人的亮度可控补偿视觉定位装置的流程图。
附图中标记的含义如下：
1：RGV导轨；2：RGV小车；3：货物架；4：工业机器人；5：末端执行器；501：相机；502：亮度可调LED光源；503：气爪；504：扫码器；505：待取放的工件。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，本实用新型的用于移动工业机器人的亮度可控补偿视觉定位装置，包括RGV导轨1、RGV小车2、货物架3和工业机器人4，所述RGV导轨1设置在货物架3上，所述RGV小车2设置在RGV导轨1上，所述工业机器人4固定在RGV小车2上，工业机器人4上安装有末端执行器5，如图2所示，末端执行器5包括相机501、亮度可调LED光源502、气爪503和扫码器504，
所述相机501用于采集待取放的工件505所处环境的亮度，并定位待取放的工件505；
所述亮度可调LED光源502用于照亮待取放的工件505，以便准确定位待取放的工件505；
所述气爪503用于抓取待取放的工件505；
所述扫码器504用于扫描识别待取放的工件505，所述亮度可调LED光源502、气爪503分别与工业机器人4的I/O控制模块的输出端相连接，所述相机501、扫码器504通过以太网分别与工业机器人4的信号输入端相连接。
所述末端执行器5外壳设有一层保护罩，所述保护罩用于包括相机501、亮度可调LED光源502和扫码器504。
所述亮度可调LED光源502为恒流源控制LED光源，如图3所示，LED光源的正向伏安特性可以得知很小的电压变化将会产生很大的电流变化，因此一般不采用恒压源，实际应用中大多采用恒流源控制。
基于上述的用于移动工业机器人的亮度可控补偿视觉定位装置的定位方法，如图4所示，包括以下步骤，
步骤（1），工业机器人4控制末端执行器5移动到抓取待取放的工件505上方的拍摄点，通过工业机器人4初始化可调LED光源502的亮度，可调LED光源（502）的初始亮度为最低或者最高；
步骤（2），工业机器人4打开相机501、可调LED光源502，对待取放的工件505进行视觉定位；
步骤（3），若视觉定位失败，则采用调光方式，调节可调LED光源502的亮度，重复步骤2再次进行视觉定位，直到视觉定位成功，并输出定位误差；若调节次数超过调节上限值T，调节可调LED光源502的亮度范围，视觉定位还是失败，则工业机器人4发送错误信息，进行报警，以便于人工处理。
其中，调节可调LED光源502的亮度，若可调LED光源502的初始亮度为最低，则依次增加可调LED光源502的亮度；若可调LED光源502的初始亮度为最高，则依次降低可调LED光源502的亮度，亮度的光照补偿值是通过比较当前图像平均灰度值与模板图像平均灰度值的差值来确定的，光照亮度与图像的灰度值存在一定的对应关系， 模板图像平均灰度值为正常光亮状态下图像的平均灰度值；
步骤（3）采用调光方式为模拟调光方式、PWM调光方式或可控硅调光方式，模拟调光方式可调节范围局限在最大值与该最大值的约10%之间（10:1调光范围）；PWM调光方式是以某种快至足以掩盖闪烁的频率（通常高于100MHz）在零电流和最大LED光源电流之间切换，该占空比改变了有效平均电流，可实现3000:1的调光范围（仅受限于最小占空比），PWM调光能避免在电流变化时发生LED色偏，而模拟调光则会出现色偏；可控硅调光方式，实际应用中较少。在视觉定位中，对调光范围要求不大，模拟调光的10:1调光范围便能满足要求，因此选用模拟调光方式来改变LED的亮度。
所述调节上限值T为人工可调，可根据实际应用设置。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种用于移动工业机器人的亮度可控补偿视觉定位装置，包括RGV导轨（1）、RGV小车（2）、货物架（3）和工业机器人（4），所述RGV导轨（1）设置在货物架（3）上，所述RGV小车（2）设置在RGV导轨（1）上，所述工业机器人（4）固定在RGV小车（2）上，其特征在于：所述工业机器人（4）上安装有末端执行器（5），所述末端执行器（5）包括相机（501）、亮度可调LED光源（502）、气爪（503）和扫码器（504）；
所述相机（501）用于采集待取放的工件（505）所处环境的亮度，并定位待取放的工件（505）；
所述亮度可调LED光源（502）用于照亮待取放的工件（505），以便准确定位待取放的工件（505）；
所述气爪（503）用于抓取待取放的工件（505）；
所述扫码器（504）用于扫描识别待取放的工件（505），所述亮度可调LED光源（502）、气爪（503）分别与工业机器人（4）的I/O控制模块的输出端相连接，所述相机（501）、扫码器（504）通过以太网分别与工业机器人（4）的信号输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于移动工业机器人的亮度可控补偿视觉定位装置，其特征在于：所述末端执行器（5）外壳设有一层保护罩，所述保护罩用于包括相机（501）、亮度可调LED光源（502）和扫码器（504）。
3.根据权利要求1所述的一种用于移动工业机器人的亮度可控补偿视觉定位装置，其特征在于：所述亮度可调LED光源（502）为恒流源控制LED光源。
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