CN209850942U - 机器人视觉检测定位设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型所涉及一种机器人视觉检测定位设备，包括机器人本体，视觉系统模块；视觉系统模块包括视觉光源，工业相机和镜头，图像采集卡，视觉处理软件，以及视觉系统控制单元；机器人本体上设置有单目相机传感器和激光传感器；视觉系统控制单元与机器人本体相互连接，视觉系统控制单元与PC平台相互连接，PC平台与图像采集卡相互连接，图像采集卡分别与工业相机和镜头相互连接；视觉光源置于被检测工件的上方，激光传感器置于工作台上面；使用时，利用单目相机传感器和激光传感器两者获取信息融合后获取精确坐标偏差，传递给机器人本体，引导机器人本体完成指定目标动作，从而达到能够在各种复杂环境工作具有对周围环境的感知和应变能力。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及一种用于生产加工领域的机器人视觉检测定位设备。
【背景技术】
随着社会经济发展水平的不断提升，为更好的适应社会经济发展的需求，自动化产业必须重视技术水平的提高。近年来，由于机器人广泛使用于组装，搬运，以及焊接等生产设备领域中，使得机器人的研究已经成为越来越多的学者关注的焦点。现有技术中利用机器人的示教器或者电脑软件编好程序导入机器人控制系统制动机器人，对目标物的检测、定位、抓取等动作，从而完成相关任务。在此实际相关任务过程中，所述的机器人只能在特定的结构环境下，执行事先编好的指令动作，缺乏对周围环境的感知和应变能力。
【实用新型内容】
有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够在各种复杂环境工作具有对周围环境的感知和应变能力的机器人视觉检测定位设备
为此解决上述技术问题，本实用新型中的技术方案所提供一种机器人视觉检测定位设备，其包括机器人视觉系统模块，所述机器人视觉系统模块包括机器人以及视觉系统模块；所述机器人包括机器人本体，以及用于控制机器人本体的机器人控制柜；所述的视觉系统模块包括视觉光源，工业相机和镜头，图像采集卡，视觉处理软件，以及视觉系统控制单元；所述机器人本体上设置有用于获取周围环境信息的单目相机传感器和用于获取产品的深度信息的激光传感器；所述视觉系统控制单元与机器人本体相互连接，所述的视觉系统控制单元与用于安装视觉处理软件的PC平台相互连接，所述的PC平台与所述的图像采集卡相互连接，所述的图像采集卡分别与工业相机和镜头相互连接；所述视觉光源置于被检测工件的上方，所述的激光传感器置于用于放置被检测的工件的工作台上面。
进一步限定，所述视觉光源是由卤素灯或萤光灯或氙灯或LED灯或连续光致发光管组构成。
进一步限定，所述的工业相机和镜头是由定焦镜头的定位镜头和工业CCD黑白相机相互组合而构成。
进一步限定，所述图像采集卡是由图像采集部分和图像处理部分的接口构成，通常以插入卡的形式安装在PC平台内部。
进一步限定，所述的PC平台是基于PC机视觉系统的核心而构成，所述的PC平台为工业级的电脑。
进一步限定，所述视觉处理软件主要是指具有图形形态学处理，图像标定，图像匹配，尺寸测量功能的图像处理软件构成。
进一步限定，所述视觉系统控制单元是由得到图形处理结构之后而进行执行操作的机构构成的。
进一步限定，所述视觉光源包括第一CCD相机，安装在第一CCD相机上面环形光源体，置于环形光源体对面的平板光源，以及置于环形光源与平板光源之间的被测物体。
进一步限定，所述视觉系统控制单元内部设置有用于控制作用的视觉系统光路结构，该视觉系统光路结构包括第二CCD相机，安装在第二CCD相机外围的相机调节机构，安装在第二CCD相机上端外围的镜头，安装在镜头上端外围的平面反射镜，安装在平面反射镜上端面的芯片，安装在芯片外围的四方体形光源，安装在四方体形光源上端面的反光板，安装在反光板上面的芯片拾取机构。
本实用新型的有益技术效果：因所述机器人视觉系统模块包括机器人以及视觉系统模块；所述机器人包括机器人本体，以及用于控制机器人本体的机器人控制柜；所述的视觉系统模块包括视觉光源，工业相机和镜头，图像采集卡，视觉处理软件，以及视觉系统控制单元；所述机器人本体上设置有用于获取周围环境信息的单目相机传感器和用于获取产品的深度信息的激光传感器；所述视觉系统控制单元与机器人本体相互连接，所述的视觉系统控制单元与用于安装视觉处理软件的PC平台相互连接，所述的PC平台与所述的图像采集卡相互连接，所述的图像采集卡分别与工业相机和镜头相互连接；所述视觉光源置于被检测工件的上方，所述的激光传感器置于用于放置被检测的工件的工作台上面；使用时，利用单目相机传感器和激光传感器两者获取信息融合后获取精确坐标偏差，传递给机器人本体，引导机器人本体完成指定的目标动作，从而达到能够在各种复杂环境工作具有对周围环境的感知和应变能力。
下面结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
图1为本实用新型中机器人视觉检测定位设备的原理示意图；
图2为本实用新型中视觉光源的结构示意图；
图3为本实用新型中视觉系统控制单元的结构示意图。
【具体实施方式】
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参考图1至图3所示，下面结合实施例说明一种机器人视觉检测定位设备，其包括机器人视觉系统模块。
所述机器人视觉系统模块包括机器人以及视觉系统模块。所述机器人包括机器人本体，以及用于控制机器人本体的机器人控制柜。
所述的视觉系统模块包括视觉光源1，工业相机和镜头2，图像采集卡3，视觉处理软件4，以及视觉系统控制单元5。所述机器人本体上设置有用于获取周围环境信息的单目相机传感器17和用于获取产品的深度信息的激光传感器18。所述视觉系统控制单元5与机器人本体相互连接，所述的视觉系统控制单元5与用于安装视觉处理软件的PC平台相互连接，所述的PC平台与所述的图像采集卡3相互连接，所述的图像采集卡3分别与工业相机和镜头2相互连接；所述视觉光源1置于被检测工件的上方，所述的激光传感器18置于用于放置被检测的工件的工作台上面。
所述的工业相机和镜头2是由定焦镜头的定位镜头和工业CCD黑白相机相互组合而构成。所述工业相机与镜头2属于成像器件，主要实现对物体进行采图成像的功能。所述工业相交采集到图像后将信号传输给图形采集卡。所述的镜头按照焦距可以分为变焦镜头和定倍镜头。所述镜头的主要参数有视场，分辨率，工作居留与景深。所述镜头方面，因为变焦镜头必须保证不同焦距下的成像质量，不充许出现某个焦距下成像质量很差的情况，所以像查会较小，因此，选择定倍焦距的镜头。
所述视觉光源1是由卤素灯或萤光灯或氙灯或LED灯或连续光致发光管组构成。所述视觉光源1属于辅助成像器件，对物体进行照明改善成像质量。在保证机器视觉系统成像质量及系统稳定性的前提下，应优先选择种类的成熟光源产品。所述照明系统能够保证采集图像总的物体特征清晰，光照均匀。所述的传感器作为辅助检测装置，主要功能是检测物体的位置状态。
所述图像采集卡3是由图像采集部分和图像处理部分的接口构成，通常以插入卡的形式安装在PC平台内部主要功能是把来自相交的模拟或数字信号转换成一定格式的图像数据流输送给PC主机。所述的PC平台是基于PC机视觉系统的核心而构成，所述的PC平台为工业级的电脑。所述视觉处理软件4主要是指具有图形形态学处理，图像标定，图像匹配，尺寸测量功能的图像处理软件构成。所述视觉系统控制单元5是由得到图形处理结构之后而进行执行操作的机构构成的。
所述视觉光源1包括第一CCD相机6，安装在第一CCD相机6上面环形光源体7，置于环形光源体7对面的平板光源8，以及置于环形光源7与平板光源8之间的被测物体。通常在视觉系统中单独的LED环形光源，能保证得到清晰度高，光照均匀的质量较好的图形。当图像特征要求分辨率高或图形特性小时，则需要其他的辅助照明方式。在本实例中，由于LED光源发光强度，稳定时间长，反应时间短的优点，故在本实施中，所述视觉光源均匀采用LED作为照明光源。
所述视觉系统控制单元5内部设置有用于控制作用的视觉系统光路结构，该视觉系统光路结构包括第二CCD相机9，安装在第二CCD相机9外围的相机调节机构10，安装在第二CCD相机9上端外围的镜头11，安装在镜头11上端外围的平面反射镜12，安装在平面反射镜12上端面的芯片13，安装在芯片13外围的四方体形光源14，安装在四方体形光源14上端面的反光板15，安装在反光板15上面的芯片拾取机构16。在本实施例中，所述的芯片成像原理为：四方体形光源13发出光照射在反光板15上面，再经反光板15反射后照射在芯片13底面，从而在第二CCD相机9中成像，所述系统采集到芯片13底面的所述信息。四方体形光源14发射光线，使得光线发出光斜射到芯片侧面，光线的光路经平面反射镜12反射，垂直照射入镜头11，在第二CCD相机9中成像，实现系统采集到芯片13侧面的所示信息。
所述机器人本体上设置有用于获取周围环境信息的单目相机传感器17和用于获取产品的深度信息的激光传感器18；所述视觉系统控制单元5与机器人本体相互连接，所述的视觉系统控制单元5与用于安装视觉处理软件4的PC平台相互连接，所述的PC平台与所述的图像采集卡3相互连接，所述的图像采集卡3分别与工业相机和镜头2相互连接；所述视觉光源1置于被检测工件的上方，所述的激光传感器18置于用于放置被检测的工件的工作台上面；使用时，利用单目相机传感器17和激光传感器18两者获取信息融合后获取精确坐标偏差，传递给机器人本体，引导机器人本体完成指定的目标动作，从而达到能够在各种复杂环境工作具有对周围环境的感知和应变能力。
当设置于机器人本体上面的传感器感应检测被检测物件时，在所述的视觉光源1的照射情况，通过工业相机与镜头2获取被检测物件或物件周围环境信息，并传送到图像采集卡13内部，再由图像采集卡13将所获取的信息传递给PC平台内部，所述PC平台传递给视觉系统控制单元5，再由PCB平台传递视觉系统控制单元5控制机器人本体执行相关动作。当所述传感器感应检测到其他新物件或该物件周围环境信息，依次上述传递过程，以便实现引导机器人本体完成指定的目标动作，从而达到能够在各种复杂环境工作具有对周围环境的感知和应变能力。
综上所述，因所述机器人视觉系统模块包括机器人以及视觉系统模块；所述机器人包括机器人本体，以及用于控制机器人本体的机器人控制柜；所述的视觉系统模块包括视觉光源1，工业相机和镜头2，图像采集卡3，视觉处理软件4，以及视觉系统控制单元5。所述机器人本体上设置有用于获取周围环境信息的单目相机传感器和用于获取产品的深度信息的激光传感器；所述视觉系统控制单元5与机器人本体相互连接，所述的视觉系统控制单元5与用于安装视觉处理软件的PC平台相互连接所述的PC平台与所述的图像采集卡13相互连接，所述的图像采集卡13分别与工业相机和镜头2相互连接；所述视觉光源1置于被检测工件的上方，所述的激光传感器置于用于放置被检测的工件的工作台上面；使用时，利用单目相机传感器17和激光传感器18两者获取信息融合后获取精确坐标偏差，传递给机器人本体，引导机器人本体完成指定的目标动作，从而达到能够在各种复杂环境工作具有对周围环境的感知和应变能力。
以上参照附图说明了本实用新型的优选实施例，并非因此局限本实用新型的权利范围。本领域技术人员不脱离本实用新型的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本实用新型的权利范围之内。
Claims (9)
1.一种机器人视觉检测定位设备，其包括机器人视觉系统模块，其特征在于：所述机器人视觉系统模块包括机器人以及视觉系统模块；所述机器人包括机器人本体，以及用于控制机器人本体的机器人控制柜；所述的视觉系统模块包括视觉光源，工业相机和镜头，图像采集卡，视觉处理软件，以及视觉系统控制单元；所述机器人本体上设置有用于获取周围环境信息的单目相机传感器和用于获取产品的深度信息的激光传感器；所述视觉系统控制单元与机器人本体相互连接，所述的视觉系统控制单元与用于安装视觉处理软件的PC平台相互连接，所述的PC平台与所述的图像采集卡相互连接，所述的图像采集卡分别与工业相机和镜头相互连接；所述视觉光源置于被检测工件的上方，所述的激光传感器置于用于放置被检测的工件的工作台上面。
2.根据权利要求1所述机器人视觉检测定位设备，其特征在于：所述视觉光源是由卤素灯或萤光灯或氙灯或LED灯或连续光致发光管组构成。
3.根据权利要求1所述机器人视觉检测定位设备，其特征在于：所述的工业相机和镜头是由定焦镜头的定位镜头和工业CCD黑白相机相互组合而构成。
4.根据权利要求1所述机器人视觉检测定位设备，其特征在于：所述图像采集卡是由图像采集部分和图像处理部分的接口构成，通常以插入卡的形式安装在PC平台内部。
5.根据权利要求1所述机器人视觉检测定位设备，其特征在于：所述的PC平台是基于PC机视觉系统的核心而构成，所述的PC平台为工业级的电脑。
6.根据权利要求1所述机器人视觉检测定位设备，其特征在于：所述视觉处理软件主要是指具有图形形态学处理，图像标定，图像匹配，尺寸测量功能的图像处理软件构成。
7.根据权利要求1所述机器人视觉检测定位设备，其特征在于：所述视觉系统控制单元是由得到图形处理结构之后而进行执行操作的机构构成的。
8.根据权利要求1所述机器人视觉检测定位设备，其特征在于：所述视觉光源包括第一CCD相机，安装在第一CCD相机上面环形光源体，置于环形光源体对面的平板光源，以及置于环形光源与平板光源之间的被测物体。
9.根据权利要求1所述机器人视觉检测定位设备，其特征在于：所述视觉系统控制单元内部设置有用于控制作用的视觉系统光路结构，该视觉系统光路结构包括第二CCD相机，安装在第二CCD相机外围的相机调节机构，安装在第二CCD相机上端外围的镜头，安装在镜头上端外围的平面反射镜，安装在平面反射镜上端面的芯片，安装在芯片外围的四方体形光源，安装在四方体形光源上端面的反光板，安装在反光板上面的芯片拾取机构。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113849193A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-12-28 | 深圳信息职业技术学院 | Ic烧录的控制方法、ic烧录设备及存储介质 |
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