[發明專利]識別系統及物料拾取機構

在審

• 申請號: 201910638801.3
• 申請日: 2019-07-16
• 公開（公告）號: CN110328666A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 吳濤;宋廣;婁玉仙;李昌洪;江惠宇;陳賢碧
• 申請（專利權）人: 汕頭大學;汕頭輕工裝備研究院
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J19/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 龍栢強

本發明公開了識別系統，包括升降機構、視覺系統、控制箱，視覺系統設于升降機構上并隨升降機構一起升降，控制箱控制升降機構升降以及控制視覺系統采集圖像，并判斷圖像是否清晰。一種物料拾取機構，包括上述識別系統、機械手、貨物裝載機構、景深標定柱，景深標定柱上設有標定圓，景深標定柱的數量至少為四個，每件景深標定柱上的標定圓的高度相同，標定圓設于相機的景深范圍內，控制箱控制機械手運動，貨物裝載機構設于機械手下方，景深標定柱設于貨物裝載機構旁側。采用價格較低的定焦相機，通過相機的自動升降來適應景深變化；結合標定圓的設置，實現視覺系統的自適應標定，對自適應景深問題的解決具有普適性，確保對攝物的識別準確可靠。

技術領域

本發明涉及機器人識別領域，尤其涉及識別系統及物料拾取機構。

背景技術

相機景深是指拍攝場景中被攝物體呈現出清晰圖像的范圍。當被攝物體距離相機焦平面小于景深的最小值或大于景深的最大值時，相機無法捕捉到清晰的被攝物體圖像。影響景深的因素包括容許彌散圓直徑、焦距、鏡頭的使用光圈值、對焦距離等。

手眼協同機器人采用相機對物料進行識別，識別模式包括EYE-TO-HAND模式和EYE-IN-HAND模式，其中，EYE-TO-HAND模式布置較為方便，且可以利用機械手操作間隙實施物體影像捕捉，較為高效，工業應用較多。但是EYE-TO-HAND模式的景深容易受到環境條件影響，導致不能清晰成像。例如，當采用EYE-TO-HAND模式進行箱裝物料識別時，隨著物料取放，箱體內的物料與相機的距離會發生變化，當物料與相機的距離超出能夠清晰成像的景深范圍時，會導致物料成像模糊，手眼協同機器人無法確定物料的形狀和位置，從而導致機械手抓取失敗。為了應對這種問題，可以采用搭載自動變焦系統的相機對物料進行識別，通過鏡頭的自動拉伸來調整景深，但是這種相機價格高，實際應用較少。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：1、現有的識別系統，無法自動調整景深以適應被攝物體與相機之間距離的變化；2、現有的物料拾取機構，物料與相機間的距離會發生變化，物料與相機的距離超出相機的景深范圍的情況下，會導致物料識別失敗，不能拾取物料。

本發明解決其技術問題的解決方案是：

識別系統，包括升降機構、視覺系統、控制箱，所述視覺系統設于所述升降機構上并隨所述升降機構一起升降，所述控制箱控制所述升降機構升降，所述控制箱控制所述視覺系統采集圖像，所述控制箱識別所述視覺系統采集的圖像并判斷所述圖像是否清晰。

所述識別系統的識別方法，包括以下步驟：

S1、視覺系統采集外設目標物圖片，并將所述圖片傳送給控制箱；

S2、控制箱識別所述圖片并判斷所述圖片是否清晰；

S3、如果圖片清晰，則完成識別；如果圖片不清晰，則控制箱控制升降機構上升或下降，然后返回S1。

本發明的識別系統，可以通過調節視覺系統的高度來調節視覺系統與被攝物的距離，最終將被攝物與視覺系統的距離調節至視覺系統的景深范圍內，采集到清晰的被攝物圖片。

判定視覺系統采集的圖像是否清晰的方法，現有技術提供了可行的技術方案，例如，專利號為CN201710178827.5，名稱為一種圖像清晰度識別方法、身份認證方法及裝置的中國專利提出了，一種圖像清晰度識別方法、身份認證方法及裝置，在圖像采集條件滿足時采集人臉圖像，計算所述人臉圖像的清晰度指數，若清晰度小于或等于第一閾值，說明所述人臉圖像清晰，則將所述人臉圖像發送給身份認證裝置，以進行后續的圖像比對，從而認證用戶身份；若清晰度大于第一閾值，說明所述人臉圖像不夠清晰，無法作為人臉圖像比對的依據，則需要重新采集人臉圖像的技術方案。在本申請中，錄入被攝物在景深范圍的兩個端值的圖像，以上述兩個圖像的清晰度作為清晰度的閾值即可。

進一步地，所述視覺系統包括兩臺等高度設置的相機。如此，可以構成雙攝識別系統，提高識別準確度。