[發明專利]可實現目標物精確抓取的視覺識別計算方法

在審

• 申請號: 202010327708.3
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111667454A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 張鍇;洪亮;王平江;徐慧;陳曼林;鄧少豐;焦明杰
• 申請（專利權）人: 泉州華中科技大學智能制造研究院;泉州華數機器人有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/73;G06T7/80;G06T7/66;G06T7/13;G06T5/00
• 代理公司: 泉州市寬勝知識產權代理事務所(普通合伙) 35229
• 代理人: 廖秀玲

本發明提出一種可實現目標物精確抓取的視覺識別計算方法，利用視覺相機獲取傳送帶上待抓取的目標物圖像信息，調用myVision.GetCamImg(srcImage)函數將視覺相機拍攝得到的圖像讀取到圖像處理控制程序中，圖像處理控制程序對圖像進行灰度處理，對獲取圖片中的目標物進行輪廓點提取，Opencv開源庫的函數對目標物進行形心計算，手眼標定計算出內外參矩陣進行形心位置像素點與抓取模塊世界坐標系XYZ的轉換，最后將目標物形心點位信息、視覺相機拍照瞬間的傳送帶位置和傳送帶速度發送到對應的軌跡規劃模塊中，軌跡規劃模塊根據worldPosition數組生成相關的G代碼文件，軌跡規劃模塊將生成的G代碼和軌跡信息發送給機器人，機器人運行相應的軌跡并且動作實現目標物的精確抓取。

技術領域

本發明涉及視覺識別領域，特別涉及一種可實現目標物精確抓取的視覺識別計算方法。

背景技術

自動化流水線已經成為了各大企業，工廠的升級改造方向。機器人開始大規模地替代人工進行生產作業，以此來降低人力成本并提高核心競爭力。傳統工廠流水線上的物品的抓取輸出操作多數是由人工完成的，但由于抓取工作重復度高，時間長，頻率快，流水線上的工人很容易進入疲勞狀態，由此導致操作失誤，更甚者會有嚴重的安全隱患。為了解決這一問題，由工業機器人代替人工進行自動抓取的方案已經成為了現代化工廠的選擇。但是現有機器人抓取時，普遍采用傳感器來實別目標物的位置關系，控制系統收到傳感器信號后控制機器人操作的速度可能滯后或者提前，經常導致機器人抓取位置不準確，總是出現機器人誤抓或者錯抓的現象，無法實現精準抓取物品的目的，會造成生產過程中的中斷或者錯亂，影響生產線的正常運行。

發明內容

因此，針對上述的問題，本發明提出一種可實現目標物精確抓取的視覺識別計算方法。

為實現上述技術問題，本發明采取的解決方案為: 可實現目標物精確抓取的視覺識別計算方法，具體步驟為：

1）將視覺相機安裝在傳送帶上方的機架上，當待抓取的目標物通過傳動帶輸送至該視覺相機下方時，利用視覺相機獲取傳送帶上待抓取的目標物圖像信息，在視覺相機拍照的瞬間進行位置鎖存，記錄下傳送帶當前位置信息；

2）調用myVision.GetCamImg(srcImage)函數進行取圖操作，把該視覺相機拍攝得到的圖像讀取到圖像處理控制程序中，通過API函數接口將傳送帶位置、速度信息從伺服驅動外接引腳導入到圖像處理控制程序中；

3）利用圖像處理控制程序對圖像進行灰度處理，對獲取圖片中的目標物進行輪廓點提取，利用Opencv開源庫的函數對目標物進行形心計算，并利用手眼標定計算出內外參矩陣進行形心位置像素點與抓取模塊世界坐標系XYZ的轉換，最后將目標物形心點位信息、視覺相機拍照瞬間的傳送帶位置和傳送帶速度發送到對應的軌跡規劃模塊中，其具體步驟如下：

1-1）圖像處理控制程序對圖像進行開運算去噪二值化處理；調用開源庫Opencv的threshold函數，并得到該圖像的灰度圖threshold(srcImage,grayrefer,25,255,CV_THRESH_BINARY)，然后定義核并對灰度圖進行形態學操作；

1-2）利用自定義的findCircle函數來查找圖像中所有的目標物的形心，并將結果寫入到自定義數組中，findCircle函數利用findContours（）函數對圖像中所有目標物的外圍輪廓進行檢測，然后利用cv::contourArea（即根據目標物輪廓計算出的面積）/cv::minAreaRect（即最小外接矩形的面積）的比值進行判斷，然后利用cv::minAreaRect(contours[i]).center函數取最小外接矩形的形心即該目標物的形心；