[發明專利]多工件視覺定位和識別方法

在審

• 申請號: 201911417127.2
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111178296A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 郝富強;丁會霞;廖昌葉
• 申請（專利權）人: 深圳市鯤鵬智能裝備制造有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/20;G06K7/10;G06K9/46
• 代理公司: 深圳市中知專利商標代理有限公司 44101
• 代理人: 孫皓;林虹

一種多工件視覺定位和識別方法，該方法，視覺傳感器采用高精度工業級相機采集機器視覺定位模塊圖像信息，并對圖像進行濾波和噪聲抑制，提取邊沿特征數據，運用擬合算法將邊沿進行擬合，最后再采用Canny邊緣檢測算法計算提取出工件的平面坐標值并且建立工件坐標系，確定待焊接的工件坐標位置和旋轉角度，運用齊次矩陣的算法將工件坐標系與機器人坐標系統一到機器人坐標系，從而引導機器人實現自動焊接的過程。本發明可以達到提高焊接質量，提高生產效率，降低勞動成本的優勢。

技術領域

本發明涉及機器人焊接定位技術領域。

背景技術

在經濟飛速發展的時代，船舶的產量越來越大，不同工件的型號也越來越多，傳統的固定平臺對應固定工件的方式跟不上產能的需求。國內自動焊接的技術已經在很多領域成熟應用，比如汽車的框架自動焊接最為典型。目前船廠由于工作環境比較惡劣，工件比較大，類型比較多，主要以人工手動焊接的方式為主，存在焊接效率低，成本高，耗時長，質量相對較低的缺點。為了解決一個難題，船舶行業引進了機器視覺的功能，但是由于船廠的現場環境比較惡劣，工件尺寸大，敞開式的工作環境光源及其不穩定對于機器視覺的定位產生非常大的干擾，加上由于工件的特殊性其本身的顏色比較深，通過對平臺的背景顏色刷漆增加工件與平臺的對比度可以解決這個問題，但是由于上下工件經常對平臺背景漆刮花造成反復維修，成本大，施工周期長，嚴重影響生產效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多工件視覺定位和識別方法，通過機器視覺快速識別和定位工件，引導機器人實現自動焊接。

本發明的目的可以這樣實現，設計一種多工件視覺定位和識別方法，包括以下步驟：

A、設置一個大的焊接工作平臺，將工件放到焊接平臺上，在工件的外邊沿分別擺放機器視覺定位模塊；

B、相機通過拍攝標定卡尺，得到像素當量；相機通過拍照機器視覺定位模塊，獲取到機器視覺定位模塊圖像信息并進行分析運算，獲取邊沿上點云的坐標；通過相機掃描二維碼，確定工件的型號批量信息；

C、運用齊次矩陣得到算法將相機坐標系的數據進行轉換，再將點云進行擬合，確定工件在世界坐標系的坐標并計算得到旋轉角度，發送到機器人數據庫，引導機器人實現對工件的自動焊接。

進一步地，相機采集的基準圖像采用非線性中值濾波算法去除基準視覺圖像噪聲點。

更進一步地，像素級的特征提取采用Canny算子、LoG算子。

進一步地，將工件上同一軸向上的二維碼的點云進行擬合計算得到一條擬合的直線，將X軸與Y軸兩條擬合直線相交求得交點的坐標。

更進一步地，假設點是(x1,y1),(x2,y2),...,(xn,yn),那么線性擬合公式的相關系數為

b＝(n(x1y1+x2y2+...+xnyn)-(x1+...+x2)(y1+...+yn))/(n((x1)²+(x2)²+...+(xn)²)-(x1+...+x2)²)，

a＝(y1+...+yn)/n-b*(x1+...+x2)/n。

進一步地，兩個坐標系的轉換關系用齊次矩陣表示為

式中：s表示sin，c表示cos。

本發明可以達到提高焊接質量，提高生產效率，降低勞動成本的優勢，將來可以在船廠焊接行業內進行推廣讓更多的船廠在焊接領域受益。

附圖說明

圖1是本發明較佳實施例的流程示意圖；

圖2是本發明較佳實施例之焊接機器人坐標及ZYX歐拉角的示意圖；