[發(fā)明專利]一種基于機(jī)器視覺的物料搬運(yùn)系統(tǒng)及搬運(yùn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010825854.9
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN112091925A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李安;宋縣鋒;羅久云
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J9/16
• 代理公司: 南昌青遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 36123
• 代理人: 唐棉棉

1.一種基于機(jī)器視覺的物料搬運(yùn)系統(tǒng)，包括麥克納姆輪運(yùn)動(dòng)控制模塊(10)、STM32核心控制模塊(11)、機(jī)械臂模塊(12)、HC-SR04超聲波測距模塊(13)、QTI尋跡模塊(14)、OpenMV攝像頭模塊(15)、臨時(shí)倉庫(16)和光電傳感器(17)，其特征在于：

所述STM32核心控制模塊(11)通過STM32F103VCT6芯片來組成單片機(jī)的最小控制系統(tǒng)并提供相應(yīng)接口，完成對整個(gè)搬運(yùn)系統(tǒng)的控制與調(diào)度；

所述機(jī)械臂模塊(12)由鋁合金架構(gòu)成，機(jī)械臂可抓取物料跟隨系統(tǒng)移動(dòng)，所述機(jī)械臂模塊(12)與OpenMV攝像頭模塊(15)相連，并受其控制；

所述HC-SR04超聲波測距模塊(13)用于判斷前方是否有障礙物，該模塊與STM32核心控制模塊(11)上的PC12和PC13接口連接，其中PC13用于觸發(fā)超聲波檢測，PC12用于計(jì)算回波時(shí)間，從而計(jì)算出與目標(biāo)點(diǎn)間的距離；

所述QTI尋跡模塊(14)用于指定搬運(yùn)系統(tǒng)的可移動(dòng)區(qū)域，QTI尋跡模塊(14)與STM32核心控制模塊(11)上的PE0、PE1、PE2、PE3接口連接；

所述OpenMV攝像頭模塊(15)用于從眾多不同顏色、不同形狀的物料中，選取指定形狀與顏色的物料；OpenMV攝像頭模塊(15)采用OpenMV M7攝像頭，該模塊與STM32核心控制模塊(11)上的PE4、PE5接口連接；當(dāng)OpenMV攝像頭模塊(15)識別成功后，通過輸出模塊的高低電平反饋給STM32核心控制模塊(11)；所述OpenMV攝像頭模塊(15)與HC-SR04超聲波測距模塊(13)相配合，判斷搬運(yùn)系統(tǒng)與物料之間的距離與方位，并將數(shù)據(jù)傳遞至機(jī)械臂模塊(12)進(jìn)行準(zhǔn)確抓取；

所述臨時(shí)倉庫(16)用于存放需要搬運(yùn)的物料；

所述光電傳感器(17)與STM32核心控制模塊(11)上的PE6接口連接，用于判斷搬運(yùn)系統(tǒng)是否到達(dá)指定的分揀點(diǎn)或卸貨點(diǎn)。

2.一種基于機(jī)器視覺的物料搬運(yùn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.啟動(dòng)前，搬運(yùn)系統(tǒng)位于起點(diǎn)位置，機(jī)械臂處于收起狀態(tài)；啟動(dòng)后，搬運(yùn)系統(tǒng)通過QTI尋跡模塊(14)和麥克納姆輪運(yùn)動(dòng)控制模塊(10)移動(dòng)到分揀點(diǎn)，當(dāng)光電傳感器(17)檢測到電平變化時(shí)，即表示到達(dá)了分揀點(diǎn)，系統(tǒng)停車，在上述運(yùn)動(dòng)過程中，HC-SR04超聲波測距模塊(13)始終運(yùn)行以判斷前方是否有障礙物并自動(dòng)避障；

S2.所述分揀點(diǎn)處有一個(gè)運(yùn)行中的傳送帶，傳送帶上有眾多不同顏色、不同形狀的物料，到達(dá)分揀點(diǎn)后，STM32核心控制模塊(11)通過改變PE5接口處的引腳電平，命令OpenMV攝像頭模塊(15)開始搬運(yùn)工作；

S3.OpenMV攝像頭模塊(15)接收命令后，首先控制機(jī)械臂模塊(12)展開，對準(zhǔn)傳送帶，再對傳送帶上的物料進(jìn)行識別；

S4.當(dāng)OpenMV攝像頭模塊(15)識別到目標(biāo)物料后，OpenMV攝像頭模塊(15)控制機(jī)械臂模塊(12)進(jìn)行抓取，并投放到臨時(shí)倉庫(16)；

S5.抓取和投放操作完成后，機(jī)械臂模塊(12)收縮，OpenMV攝像頭模塊(15)控制PE4接口處的電平將下一步指令傳遞給STM32核心控制模塊(11)；

S6.STM32核心控制模塊(11)接收來自O(shè)penMV攝像頭模塊(15)的指令后，通過QTI尋跡模塊(14)和麥克納姆輪運(yùn)動(dòng)控制模塊(10)移動(dòng)到卸貨點(diǎn)，當(dāng)光電傳感器(17)檢測到電平變化時(shí)，即表示到達(dá)了卸貨點(diǎn)，系統(tǒng)停車，HC-SR04超聲波測距模塊(13)始終運(yùn)行以判斷前方是否有障礙物并自動(dòng)避障；

S7.到達(dá)卸貨點(diǎn)后，所述STM32核心控制模塊(11)控制機(jī)械臂模塊(12)將臨時(shí)倉庫(16)中的物料卸下；

S8.重復(fù)步驟S1～S7，直至操作員手動(dòng)停止搬運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)行。