[發(fā)明專利]一種物料精密轉(zhuǎn)載平臺的視覺定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710080716.0
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN107014291B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢曉明;樓佩煌;姚盛昕;羅家文;張碩
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;B65G47/52;G06T7/10;G06T7/136;G06T7/73;G06T7/62
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

本發(fā)明提供了一種物料精密轉(zhuǎn)載平臺的視覺定位方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)精密轉(zhuǎn)載平臺與空中物料輸送線的定位誤差識別，并通過該平臺消除定位誤差，從而實現(xiàn)空中與地面物料的轉(zhuǎn)載。在空中物料輸送線上設(shè)置雙色同心圓點標(biāo)識，用于實現(xiàn)對懸掛輸送線的定位誤差識別。通過在粗定位和精定位點對不同直徑大小的圓點標(biāo)識的進(jìn)行識別，實現(xiàn)二次精確定位。采用高效的圓檢測算法提取圓點標(biāo)識的圓心位置偏差。根據(jù)得到位置偏差，基于視覺伺服實現(xiàn)對精密移載平臺運動的閉環(huán)控制。通過上述方式，本發(fā)明具有特征識別率高，實時性好，成本低等優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)對懸掛輸送線的精確定位，定位誤差能控制在0.5mm以內(nèi)，并完成物料的轉(zhuǎn)載任務(wù)。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種物料精密轉(zhuǎn)載平臺的視覺定位方法，適用于汽車總裝過程中，不同輸送裝備之間的定位及物料轉(zhuǎn)載，其屬于自動化設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前汽車生產(chǎn)裝配線具有多品種混流、自動化生產(chǎn)、生產(chǎn)節(jié)拍高、工序多等特點。在實際生產(chǎn)過程中，總裝線上的物料輸送系統(tǒng)安放的形式也會有一定的差別，有時需要地面輸送線和空中輸送線進(jìn)行配合，實現(xiàn)物料在兩條輸送線之間進(jìn)行轉(zhuǎn)載。因此生產(chǎn)物流系統(tǒng)除了通常的物料輸送設(shè)備之外，還需要物料升降頂升的轉(zhuǎn)載設(shè)備，以實現(xiàn)物料在空間不同位置之間的移載。轉(zhuǎn)載設(shè)備的轉(zhuǎn)載速度和精度也會關(guān)系到各個裝配單元的生產(chǎn)核心指標(biāo)。目前汽車生產(chǎn)裝配線中，無論是在汽車發(fā)動機合裝過程中，或者空中物料與地面物料的轉(zhuǎn)載，常采用激光定位或人工定位。激光定位能夠獲得精確的位置信息，定位精度為±1mm，可靠性高，但相應(yīng)的成本也很高，而人工定位則會帶來人為誤差，精確性較低。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，機器視覺也逐漸成熟起來，圖像檢測技術(shù)以其非接觸、快速、精度高、成本低等優(yōu)點，在各個領(lǐng)域中得到了廣泛地應(yīng)用。

因此，確有必要對現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)以解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。

發(fā)明內(nèi)容：

針對上述現(xiàn)有的不足和生產(chǎn)需要，本發(fā)明提供了一種物料精密轉(zhuǎn)載平臺的視覺定位方法，能夠?qū)崿F(xiàn)精密轉(zhuǎn)載平臺與空中物料輸送線的精確定位以及物料轉(zhuǎn)載。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種物料精密轉(zhuǎn)載平臺的視覺定位方法，步驟如下：

步驟一，建立視覺系統(tǒng)模型：在空中物料輸送線上安裝雙色同心圓點標(biāo)識，外圈為紅色，內(nèi)圓為藍(lán)色，在轉(zhuǎn)載平臺上垂直安裝CCD攝像機，建立單目視覺系統(tǒng)模型，實時采集空中物料輸送線上的圓點標(biāo)識圖像；

步驟二，識別圖像采集：將CCD攝像機采集得到的原始圖像轉(zhuǎn)換為YCbCr顏色空間下的數(shù)字圖像，根據(jù)轉(zhuǎn)載平臺所處的不同高度，以不同的顏色分量下的圖像作為圓點標(biāo)識特征識別圖像；

步驟三，圖像特征提取：對采集得到的圖像進(jìn)行圖像預(yù)處理，對預(yù)處理后的圓點標(biāo)識圖像進(jìn)行特征識別，提取圓點標(biāo)識的邊界點信息，計算得到圓點標(biāo)識的圓心坐標(biāo)；

步驟四，圓心位置偏差計算：根據(jù)得到的圓心坐標(biāo)，計算得到相對于圖像中心點坐標(biāo)的偏差像素點個數(shù)，將計算得到的實時位置偏差信息發(fā)送給轉(zhuǎn)載平臺運動控制板；

步驟五，精確定位：運動控制器根據(jù)實時反饋回來的位置偏差信息對轉(zhuǎn)載平臺XY方向上的電機進(jìn)行閉環(huán)運動控制，不斷修正轉(zhuǎn)載平臺與懸掛輸送線的相對位置，并通過設(shè)定不同的閾值范圍實現(xiàn)對轉(zhuǎn)載平臺修正移動速度的控制，當(dāng)位置偏差大于30個像素點時，轉(zhuǎn)載平臺的修正移動速度設(shè)置為2mm/s；當(dāng)位置偏差在10到30個像素點之間時，轉(zhuǎn)載平臺的修正移動速度逐漸減到1mm/s；當(dāng)位置偏差1到10個像素點之間時，轉(zhuǎn)載平臺的修正移動速度設(shè)置為1mm/s；當(dāng)位置偏差在一個像素點范圍內(nèi)，電機停止運轉(zhuǎn)，最終完成轉(zhuǎn)載平臺與空中物料輸送線的精確定位。

進(jìn)一步地，所述步驟二具體包括：

(1)轉(zhuǎn)載平臺在離空中物料輸送線0.35m的粗定位點，以采集得到的彩色圖像的紅色分量作為圓點標(biāo)識特征的原始數(shù)據(jù)，對雙色同心圓點標(biāo)識直徑較大的紅色外圈進(jìn)行識別；