[發明專利]高速灌裝機械手跟蹤定位偏差在線識別與糾偏方法

有效

• 申請號: 201611080283.0
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN108117024B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 唐岳;李新華;蔡大宇;彭輝;梁萍;聶仕媛;黃偉山;武明源;楊晗;孟璐;羅旭光;張超男;陶波;馬宏緒
• 申請（專利權）人: 楚天科技股份有限公司
• 主分類號: B67C3/26
• 分類號: B67C3/26
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 趙洪

1.一種高速灌裝機械手跟蹤定位偏差在線識別與糾偏方法，其特征在于，步驟為：

S1:將多個針桿安裝在同一個機械手上，使多個針桿對準同一個撥塊的多個卡槽，第一根針桿靠近兩個撥塊形成的縫隙處，搭建一個針對機械手帶動的針桿與瓶口中心同步運動區域的圖像采集系統，用來進行圖像采集，所述圖像采集系統包括攝像頭和光源，所述攝像頭安裝在機械手的支架上，對準第一個針桿，在機械手每次到達一個固定位置時進行圖像采集；

S2：根據采集到的圖像得出灌裝針桿與瓶口中心的相對位置偏差；即：先確定針桿中心位置；再對瓶口區域進行檢測，確定瓶口邊緣位置，并根據瓶口左右邊緣位置計算出瓶口的中心位置；最后結合針桿中心位置與瓶口的中心位置來得出所述相對位置偏差；在所述步驟S2中確定針桿中心位置的方法為：先劃分出針桿的感興趣區域ROI，在確定針桿感興趣區域ROI區域的基礎上，利用投影法，根據像素點的統計特征確定針桿中心位置；所述步驟S2中在對瓶口區域進行檢測時，采用分成有瓶和無瓶兩種情況的方法：

a.有瓶情況下，利用瓶口邊緣的像素點特征確定瓶口邊緣位置；根據瓶口左右邊緣位置計算出瓶口的中心位置，計算公式為：

瓶口中心位置＝瓶口左邊緣+(瓶口右邊緣—瓶口左邊緣)/2；

b.無瓶情況下，通過檢測瓶子半圓卡槽的中心點確定瓶口中心；在得到清晰的卡槽邊緣檢測圖的基礎上，通過卡槽感興趣區域在Y軸上的像素投影特征找到卡槽半圓直徑位置，在此基礎上再確定卡槽半圓的中心，即瓶口中心，瓶口中心的計算公式為：

瓶口中心位置＝卡槽左邊緣+(卡槽右邊緣—卡槽左邊緣)/2；

當針桿中心過分偏離瓶子卡槽中心，即針桿中心完全偏離卡槽半圓范圍時，先檢測出針桿所對著的相鄰兩卡槽半圓間的平臺中心，并分析此時針桿所對著的平臺中心是否包含縫隙；如果檢測到的平臺中心不包含縫隙，則通過將針桿往前補償半個卡槽的位置的方式找到卡槽半圓中心，即瓶口中心；如果檢測到的平臺中心包含縫隙，則通過將針桿往后補償半個卡槽的位置的方式找卡槽半圓中心，即瓶口中心；

S3：根據步驟S2得到的相對位置偏差，控制機械手的運行軌跡，完成糾偏。

2.根據權利要求1所述的高速灌裝機械手跟蹤定位偏差在線識別與糾偏方法，其特征在于，在確定針桿中心位置的過程中，對針桿的異常情況進行判斷，在達到所預設的報警條件后，發出報警信號。

3.根據權利要求1所述的高速灌裝機械手跟蹤定位偏差在線識別與糾偏方法，其特征在于，在所述步驟S2中還包括對平臺縫隙的檢測流程，即：從原圖中分割出包含縫隙的部分，進行邊緣檢測并使得邊緣檢測圖清晰干凈，在邊緣檢測圖形的基礎上，以針桿位置為基準，分別向左右兩邊進行像素點的搜索，在一定的范圍內對像素進行累積遍歷，通過比較左右兩邊像素點的多少，判斷出縫隙與針桿的相對位置。

4.根據權利要求1或2或3所述的高速灌裝機械手跟蹤定位偏差在線識別與糾偏方法，其特征在于，所述步驟S3中，先保存過去一段時間的偏差值，通過對這一段時間的偏差值取平均處理后，用來調整機械手的軌跡。

5.根據權利要求1或2或3所述的高速灌裝機械手跟蹤定位偏差在線識別與糾偏方法，其特征在于，所述光源安裝在攝像頭的正對面。

6.根據權利要求5所述的高速灌裝機械手跟蹤定位偏差在線識別與糾偏方法，其特征在于，在高速灌裝機的PLC控制器發出一個電平信號之后，觸發攝像頭進行拍照；所述攝像頭拍照后，將圖片信息保存于所分配好的緩沖內存中以供下一步具體的圖片處理。