[發明專利]工業機器人物料抓取中工件的定位識別系統及方法

有效

• 申請號: 201710519163.4
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN109215075B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 徐方;王宏玉;姜楠;趙彬;潘鑫;張濤
• 申請（專利權）人: 沈陽新松機器人自動化股份有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T1/00;G06T7/11;G06T7/187;G06T7/13
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

本發明涉及計算機視覺跟蹤技術領域，具體公開一種工業機器人物料抓取中工件的定位識別系統，包括人工標志模塊，所述人工標志為分別對稱設置于工件放置區域四個頂角的多邊形，用于標記工件的位置；圖像采集模塊，用于采集工件放置區域的圖像；圖像分析模塊，用于對所獲取的工件放置區域的圖像進行二值化處理，并進行連通域分析及人工標志定位，并根據位置關系判斷工件的有無。本發明具有有效解決工件位置不固定，無法進行示教的問題、實現抓取的自動化與智能化的有益效果。

技術領域

本發明涉及計算機視覺技術領域，特別涉及一種工業機器人物料抓取中工件的定位識別系統及方法。

背景技術

在工業視覺領域中，對工件的識別主要分為兩個思路：一種是根據工件本身的特點，對工件直接進行識別；另一種是根據其他與工件具有精確相對關系的物品，間接進行識別。對于直接對工件進行識別的情況，需根據工件實際的特征進行分析，并非所有的工件都可以用視覺的方法直接進行識別。一方面，對于一些特征不明顯的工件，直接進行識別并不是一個很好的選擇，其識別難度較大，并且識別穩定性難以得到保證；另一方面由于工件種類較多且無法固定其位置。對于此種情況適宜采用間接定位，雖然由于間接定位引入了新的誤差，但是可以讓工件的識別更加的容易和穩定。因此，對于精度要求沒有那么嚴格的工件的識別，間接識別也是一種很好的選擇。

發明內容

本發明旨在克服現有機器人工件抓取過程中工件種類多無法固定其位置的技術缺陷，提供一種工業機器人物料抓取中工件的定位識別系統及方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供一種工業機器人物料抓取中工件的定位識別系統，包括以下模塊：

人工標志模塊，所述人工標志為分別對稱設置于工件放置區域四個頂角的多邊形，用于標記工件的位置；

圖像采集模塊，用于采集工件放置區域的圖像；

圖像分析模塊，用于對所獲取的工件放置區域的圖像進行二值化處理，并進行連通域分析及人工標志定位，并根據位置關系判斷工件的有無。

一些實施例中，所述多邊形為三角形。

一些實施例中，圖像分析模塊的連通域分析的過程為：

對圖像逐行掃描，將每一行中連續的非零像素組成一個序列，并記錄下它的起點、終點和行號；

對于除了第一行外的所有行里的序列：

若與上一行中的序列沒有重合，則賦予一個新的標號；

若僅與上一行中一個序列有重合，則賦予上一行的序列標號；

若與上一行中的2個以上的序列有重合，則給當前序列賦一個相連序列的最小標號，并將上一行的這幾個序列的標記計入相同的一個類，記為等價對。

一些實施例中，圖像分析模塊通過搜索連通區域外輪廓上的直線個數來對多邊形進行定位。

一些實施例中，圖像分析模塊通過搜索連通區域外輪廓上的直線個數來對多邊形進行定位的具體過程為：

提取連通區域的外輪廓；

隨機初始化一個點，找到最遠距離點，獲得兩條線段，并將外輪廓點初始化為兩部分；

對每條線段，在其點集中找到距其最遠的點，判斷當前線段是否可用來近似對應的點集；

獲得最終的線段集合，線段集合即為外輪廓的多折線擬合；

根據多邊形的線段數及線段間的關系，判斷是否為所設置的人工標志。

相應地，本發明還提供工業機器人物料抓取中工件的定位識別方法，包括以下步驟：