[發明專利]基于立體視覺的工件快速分揀方法及裝置

有效

• 申請號: 201810137714.5
• 申請日: 2018-02-10
• 公開（公告）號: CN108480239B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 鄭雅羽;王林沖;王濟浩;朱威;陳晉音
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B07C5/36
• 分類號: B07C5/36;G06K9/00;G06K9/32;G06K9/46
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所(普通合伙) 33230
• 代理人: 郭薇

本發明涉及基于立體視覺的工件快速分揀方法及裝置，工作臺上設傳送帶，上方設基線平行傳送帶運動方向的雙目攝像頭，工作臺側部設包括機械臂的分揀模塊，控制器連接顯示器、分揀模塊、傳送帶、雙目攝像頭；雙目圖像確定ROI區域，立體匹配獲得工件在深度圖的坐標和視差，減少時間消耗，以傳送帶移送速度及前后兩幀圖像的時間間隔，在前一幀深度圖中工件的位置為基礎推算出后一幀對應工件的位置，隔M幀立體匹配更正誤差、提高正確性。本發明縮小立體匹配的匹配區域，計算量小，不需對每幀立體匹配，縮短時間消耗，實時性高，可在相對廉價、性能較差的硬件設備上快速實現分揀立體匹配，降低硬件依賴性，同等硬件平臺提高分揀成功率，生產效率高。

技術領域

本發明涉及郵件分揀；單件物品的分選，或適于一件一件地分選的散裝材料的分選，如揀選的技術領域，特別涉及一種基于立體視覺的工件快速分揀方法及裝置。

背景技術

在工業生產中經常需要對一堆工件進行分類，分類完成后才能進行裝配等操作。

目前，我國在分揀作業這方面的自動化程度很低，基本上都是采用人工對工件進行分揀。而隨著人口老齡化程度的加劇，勞動力成本越來越高，繼續采用人工進行分揀會使得生產成本過高，導致產品價格過高，從而降低了市場的競爭力。因此采用自動分揀系統才是未來分揀領域的發展方向。

基于立體視覺的工件快速分揀裝置即是一種基于立體視覺的自動分揀系統，是在工業生產中能根據需要在生產線上自動對工件進行定位和類目識別、驅動分揀裝置對工件按類進行分揀的智能化系統。

世界領先的制造大國德國于2011年提出工業4.0，并且提出三大主題：一、智能工廠；二、智能生產；三、智能物流，之后在世界各地掀起了工業4.0的狂潮。自動分揀系統能從根本上解決勞動力缺乏的問題，其發展大大改善了人們的工作環境，且大大提高了工業生產效率，順應了工業4.0的狂潮，因此此類系統應運而生。

隨著圖像處理技術的發展，目前出現了一大批基于立體視覺的分揀系統。該類分揀系統大都通過雙目攝像頭采集待分揀區域的圖像，利用圖像識別和定位技術對待分揀區域中的工件進行類目識別和定位，然后根據左右攝像頭的圖像進行立體圖匹配得到視差，再根據視差和工件在像素坐標系下定位出的坐標計算出工件在世界坐標系下的坐標，最后驅動分揀裝置對目標工件進行按類抓取，實現分揀。如公開號為CN106670757的發明專利提出了一種基于立體視覺的分揀系統，但是該分揀系統只能對靜止的物體進行分揀，并不能對處于運動的物體進行分揀，效率比較低。

因為工業生產中工件形狀規則并且場景簡單，因此使用圖像處理領域中計算量比較小的識別和定位算法就可完成作業并滿足我們的需求，而基于立體視覺的自動分揀系統關鍵步驟在于計算量巨大的立體匹配，該步驟嚴重影響著工件在世界坐標系下坐標的正確性以及坐標獲取的實時性。立體匹配成為基于立體視覺的分揀系統的瓶頸。

工業生產中的主控設備大多是嵌入式設備，因為這種設備可以根據工業生產的需求進行定制，價格便宜并且穩定，但是普通的嵌入式設備在進行立體匹配這一步驟的時候在實時性方面并不能滿足我們的需要。大部分基于立體視覺的自動分揀系統為了獲得較好的分揀效果，有的分揀系統主控設備采用處理能力強的嵌入式設備，但是該種設備價格昂貴；有的分揀系統降低傳送帶的速度，但這加大了時間的耗費，降低了生產效率；有的分揀系統只能對靜止的工件進行分揀，這類系統的效率就更加低了。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種優化的基于立體視覺的工件快速分揀方法及裝置，對立體匹配進行優化，使得在較為廉價的硬件設備上可以快速實現復雜的立體匹配算法獲取深度圖，提高整個分揀系統的實時性，提高分揀裝置抓取的準確性，生產效率大幅提高。

本發明所采用的技術方案是，一種基于立體視覺的工件快速分揀方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1：設定幀數計數初始值n＝1，設定立體匹配幀數間隔M；1≤n≤M+1；