[發明專利]基于圖像識別的無人全自動行車夾鉗對中調整系統及方法

在審

• 申請號: 201910654317.X
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN110436349A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 陳欣;裴留鋒;劉峰;季元揚
• 申請（專利權）人: 上海寶信軟件股份有限公司
• 主分類號: B66C13/16
• 分類號: B66C13/16;B66C13/18;B66C13/46
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

本發明提供了一種基于圖像識別的無人全自動行車夾鉗對中調整系統及方法，通過攝像頭拍攝，得到拍攝圖片；根據拍攝圖片進行位置判斷，得到相對位置偏差；根據相對位置偏差對行車夾鉗的位置進行對中調整。將電子攝像頭安裝在夾鉗一邊的踏腳上方，在另一邊夾鉗臂安裝若干個標志物，電子攝像頭可以實時的采集圖像，并將圖像傳給圖像處理單元。圖像處理單元對圖像進行識別，判斷夾鉗與鋼卷的相對位置，并將結果發送給控制PLC，控制PLC據此給出行車大/小車的下一步行動指令。這種夾鉗對中系統相比于現有系統，在不影響精度的同時，還具有不同環境下更強的適應性和更高的對中效率，適合在無人化倉庫中推廣應用。

技術領域

本發明涉及自動控制技術領域，具體地，涉及一種基于圖像識別的無人全自動行車夾鉗對中調整系統及方法。

背景技術

在鋼鐵行業中，常用的臥式鋼卷吊運一般都會采用二爪夾鉗，現在的作業方式可分為人工作業和自動化作業兩種，隨著自動化水平的提升，越來越多的庫區采用無人行車進行鋼卷的吊運，現有的自動化作業的對中方式多是利用判斷夾鉗上的對中傳感器通斷來輔助對中，具體的操作如圖1至圖3所示，在夾鉗臂的內側，在鉗爪的左上、右上和正下三個位置裝有光電/激光對中傳感器。三個傳感器初始狀態是全通，如果夾鉗下降位置距離鋼卷中線相差不大，則正下方傳感器會第一個進入斷開狀態。接著上方兩個傳感器也進入斷開狀態，隨著夾鉗的繼續下降，下方傳感器會先通，此時上方傳感器還是斷開的，最后三個傳感器全通就可以打開踏腳夾取鋼卷。如果夾鉗偏向一方，那么在下降過程中，因為鋼卷作為遮擋物是圓形的，上方兩個傳感器進入斷開狀態會有一個時間差。如果夾鉗偏向左邊如圖3的左圖所示，則右邊的對中傳感器先于左邊傳感器被遮擋；如果夾鉗偏向右邊如圖3右圖所示，則左邊的對中傳感器先于右邊傳感器被遮擋。此時依據其先后時間差，判斷其偏離中線的大致范圍，繼而可控制行車進行移動調整，實現對中。

上述方式存在以下問題，首先理論上3個對中傳感器形成的圓形感應區域能夠將夾鉗的鉗爪整個包含在圓內，這樣只需要3個對中傳感器接通，即可保證鉗爪處于鋼卷的內圈范圍內。鉗爪上的軟性材料為防止夾鉗夾壞鋼卷，在鉗爪的上方安裝的一層特殊材料，其作用類似鐵軌枕木。但是，由于夾鉗很多是舊夾鉗改造，該軟性材料一般都較寬，且夾鉗本身的空間有限，3個對中傳感器形成的圓形感應區域無法將整個鉗爪包含在內，因此當三個對中傳感器都接通時，鉗爪的軟性材料仍有可能夾到鋼卷的端面。所以為了避免這種情況的發生，當夾鉗檢測到三個傳感器均接通時，為了保證夾取的成功率，會先向一邊移動直到夾鉗3個對中傳感器全部斷開，再反向根據夾鉗的尺寸數據進行移動后夾取。由上述過程描述，可見這種對中系統的效率較低。此外由于鋼卷表面較光滑，采用光電傳感器時，由于傳感器的光斑較大，有可能會出現光滑表面對傳感器信號進行反射的情況，會造成誤判。鑒于以上背景，需要對現有的夾鉗對中方法進行改進，使其在擁有更高精準度的同時獲得更高的效率，以滿足運輸與生產需求。

與本申請相關的現有技術是專利文獻CN205709489U，公開了一種具有自動對中功能的電動臥卷夾鉗，該夾鉗的兩個鉗臂上分別設置有一套結構相同且對稱布置的彈性避讓機構。所述的彈性避讓機構包括設置于鉗臂內側的門式觸板，所述門式觸板的一端與鉗臂的內側相鉸接，所述門式觸板的另一端通過拉桿與設置于鉗臂上的導向板相連，且所述拉桿上位于門式觸板與導向板之間設置有彈簧。所述拉桿的一端與所述的門式觸板固定連接，所述拉桿的另一端與所述的導向板滑動連接。所述的門式觸板上設置有與行程開關相配合的觸桿，所述的行程開關設置于所述的鉗臂上。這樣不僅能夠有效的控制鉗臂的夾緊力度，避免夾傷鋼卷，而且在吊運的過程中能夠自動對中，避免鋼卷偏置所帶來的安全隱患。

與本申請相關的現有技術是專利文獻CN202529709U公開了一種具有激光對中功能的電動平移夾鉗，以解決目前電動平移夾鉗由于沒有對中功能，下落時易損傷鋼卷且工作效率低的問題。它包括電動平移夾鉗本體，在電動平移夾鉗本體的夾鉗架上安有激光發射器，通過移動電動平移夾鉗本體使激光發射器向下發射的垂直光束照射在待吊鋼卷的相應部位，即可實現電動平移夾鉗與待吊鋼卷對中。本發明克服了現有電動平移夾鉗下落時沒有對中參照線而造成的操作不便，避免了操作中夾鉗鉗臂對鋼卷造成的損傷，提高了作業效率。