[發(fā)明專利]一種在五軸機(jī)器人基于視覺(jué)跟蹤實(shí)現(xiàn)噴漆的方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711444368.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108198186A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付蘭慧;周磊;羅少鋒;曹永軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南智能機(jī)器人創(chuàng)新研究院;廣東省智能制造研究所
• 主分類號(hào): G06T7/11
• 分類號(hào): G06T7/11;G06T7/136;G06T7/149;G06T5/40;G06K9/62
• 代理公司: 佛山市廣盈專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44339
• 代理人: 李俊

1.一種在五軸機(jī)器人基于視覺(jué)跟蹤實(shí)現(xiàn)噴漆的方法，其特征在于，所述五軸機(jī)器人包括旋轉(zhuǎn)底座模塊、第一臂、第二臂、第一連桿、第二連桿、第一臂驅(qū)動(dòng)組件、第一連桿驅(qū)動(dòng)組件、工作末端、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件、回轉(zhuǎn)傳動(dòng)組件、自轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件和自轉(zhuǎn)傳動(dòng)組件，所述方法包括：

基于所述五軸機(jī)器人本體上的視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)噴漆對(duì)象進(jìn)行圖像采集；

對(duì)采集后的圖像進(jìn)行濾波處理；

根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)對(duì)濾波處理后的圖像進(jìn)行圖像分割；

基于目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取目標(biāo)物體的特征識(shí)別數(shù)據(jù)；

基于特征識(shí)別數(shù)據(jù)完成對(duì)目標(biāo)物體的定位；

基于目標(biāo)物體的定位生成工作末端控制指令；

基于所述工作末端控制指令完成對(duì)噴漆對(duì)象的噴漆。

2.如權(quán)利要求1所述的在五軸機(jī)器人基于視覺(jué)跟蹤實(shí)現(xiàn)噴漆的方法，其特征在于，所述根據(jù)視覺(jué)系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的參數(shù)進(jìn)行圖像分割包括：

創(chuàng)建灰度直方圖；

確認(rèn)分割閾值；

將灰度值與閾值進(jìn)行比較；

對(duì)灰度直方圖進(jìn)行二值化處理；

對(duì)灰度直方圖進(jìn)行檢索輪廓；

填充包圍輪廓。

3.如權(quán)利要求2所述的在五軸機(jī)器人基于視覺(jué)跟蹤實(shí)現(xiàn)噴漆的方法，其特征在于，所述創(chuàng)建灰度直方圖包括：

計(jì)算原圖像的累積直方圖；

計(jì)算規(guī)定直方圖的累積直方圖；

計(jì)算兩累積直方圖的差值的絕對(duì)值；

根據(jù)累積直方圖差值建立灰度級(jí)的映射。

4.如權(quán)利要求3所述的在五軸機(jī)器人基于視覺(jué)跟蹤實(shí)現(xiàn)噴漆的方法，其特征在于，所述對(duì)灰度直方圖進(jìn)行二值化處理包括：

采用高斯函數(shù)對(duì)灰度直方圖進(jìn)行卷積處理，得到平滑模板；

將灰度直方圖中的像素值與平滑模板相減獲取差異值；

采用閾值二值化算法對(duì)獲取的差異值進(jìn)行迭代過(guò)程獲得最大類間方差值；

基于最大類間方差值將灰度直方圖中的背景部分進(jìn)行分割處理。

5.如權(quán)利要求4所述的在五軸機(jī)器人基于視覺(jué)跟蹤實(shí)現(xiàn)噴漆的方法，其特征在于，所述采用閾值二值化算法對(duì)獲取的差異值進(jìn)行迭代過(guò)程獲得最大類間方差值包括：

基于預(yù)先設(shè)置的迭代次數(shù)從閾值初始值零值開(kāi)始遞減進(jìn)行迭代過(guò)程；

在每一次的迭代過(guò)程中，基于閾值與差異值進(jìn)行二值化處理，并獲取所述差異值所對(duì)應(yīng)的原像素值和二值化處理后的二值化值；

基于原像素值和二值化值計(jì)算出類間方差值，并在迭代過(guò)程中形成一個(gè)類間方差值集合；

在迭代過(guò)程結(jié)束之后，采取遍歷方法獲取類間方差值集合中的最大類間方差值。

6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的在五軸機(jī)器人基于視覺(jué)跟蹤實(shí)現(xiàn)噴漆的方法，其特征在于，所述完成對(duì)目標(biāo)物體的定位包括：

基于特征識(shí)別數(shù)據(jù)創(chuàng)建目標(biāo)追蹤模型；

基于目標(biāo)追求模型在分割后的圖像中尋找相匹配的目標(biāo)模塊；

提取分割后的圖像所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)模塊邊緣；

搜索所對(duì)應(yīng)目標(biāo)模塊中的目標(biāo)物體；

基于目標(biāo)追蹤模型判斷是否找到目標(biāo)物體；

計(jì)算目標(biāo)物體所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)位置。

7.一種在五軸機(jī)器人基于視覺(jué)跟蹤實(shí)現(xiàn)噴漆的系統(tǒng)，其特征在于，所述五軸機(jī)器人包括旋轉(zhuǎn)底座模塊、第一臂、第二臂、第一連桿、第二連桿、第一臂驅(qū)動(dòng)組件、第一連桿驅(qū)動(dòng)組件、工作末端、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件、回轉(zhuǎn)傳動(dòng)組件、自轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件和自轉(zhuǎn)傳動(dòng)組件，所述系統(tǒng)包括：

圖像采集模塊，用于基于所述五軸機(jī)器人本體上的視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)噴漆對(duì)象進(jìn)行圖像采集；

圖像濾波模塊，用于對(duì)采集后的圖像進(jìn)行濾波處理；

圖像分割模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)對(duì)濾波處理后的圖像進(jìn)行圖像分割；

特征數(shù)據(jù)模塊，用于基于目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取目標(biāo)物體的特征識(shí)別數(shù)據(jù)；

特征識(shí)別模塊，用于基于特征識(shí)別數(shù)據(jù)完成對(duì)目標(biāo)物體的定位；

控制處理模塊，用于基于目標(biāo)物體的定位生成工作末端控制指令，并基于所述工作末端控制指令完成對(duì)噴漆對(duì)象的噴漆。