[發明專利]一種基于機器視覺的物料搬運系統及搬運方法

在審

• 申請號: 202010825854.9
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN112091925A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 李安;宋縣鋒;羅久云
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J9/16
• 代理公司: 南昌青遠專利代理事務所(普通合伙) 36123
• 代理人: 唐棉棉

本發明提供了一種基于機器視覺的物料搬運系統及搬運方法，所述搬運系統包括STM32核心控制模塊、電源電路模塊、運動控制模塊、超聲波模塊、OpenMV攝像頭模塊、機械臂模塊、QTI尋跡模塊、臨時倉庫以及光電傳感器。所述STM32核心控制模塊完成任務調度所述，超聲波模塊完成避障，OpenMV攝像頭模塊識別物料的距離、顏色與形狀，機械臂模塊完成物料的夾取，QTI尋跡模塊與運動控制模塊控制并限制系統的運動范圍，臨時倉庫存放選取的物料。本發明基于機器視覺，在搬運系統中添加各模塊算法，完成了智能搬運系統在行駛過程中的自動避障、自動定位與選取指定顏色與形狀的物料、將物料存放到目的倉庫等功能，實現了智能倉庫搬運系統對物料快速、便捷、穩定的搬運。

技術領域

本發明涉及智能搬運機械電子技術領域，具體涉及一種基于機器視覺的物料搬運系統及搬運方法。

背景技術

隨著經濟全球化和工廠自動化，物流行業邁入了快速發展的階段，機械化、自動化、標準化生產的發展趨勢日益明顯，傳統的人工搬運模式的速度遠遠無法滿足實際需求。在高速發展的信息化時代，機器人在人們的生活中扮演著越來越重要的地位，搬運機器人的到來將顛覆傳統的人工搬運模式，逐漸由人工搬運走向智能搬運。

搬運機器人是一項新興且高速發展的高新技術，涉及到力學、自動控制學、傳感器技術等多學科領域。為滿足現代物流快速、精準的要求，搬運機器人至少需要具備自主移動、自動避障、物料識別與篩選、物料抓取與搬運等功能。隨著工業生產自動化程度的提高和生產規模的擴大，物流速度越來越快，越來越精準，對物料搬運技術提出了更高的要求。

現有的搬運機器人，未使用機器視覺的物料搬運系統，只能簡單判斷有無物料存在，無法對物料進行顏色、形狀等特征的篩選。且部分搬運系統是固定位置，不能根據路線自動運動，靈活性較差。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種基于機器視覺的物料搬運系統及搬運方法，用于加快智能搬運系統物料搬運速度，減少系統一次搬運所需的時間。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于機器視覺的物料搬運系統，包括麥克納姆輪運動控制模塊、STM32核心控制模塊、機械臂模塊、HC-SR04超聲波測距模塊、QTI尋跡模塊、OpenMV攝像頭模塊、臨時倉庫和光電傳感器。

所述STM32核心控制模塊通過STM32F103VCT6芯片來組成單片機的最小控制系統并提供相應接口，完成對整個搬運系統的控制與調度；

所述機械臂模塊由鋁合金架構成，機械臂可抓取物料跟隨系統移動，所述機械臂模塊與OpenMV攝像頭模塊相連，并受其控制；

所述HC-SR04超聲波測距模塊用于判斷前方是否有障礙物，該模塊與STM32核心控制模塊上的PC12和PC13接口連接，其中PC13用于觸發超聲波檢測，PC12用于計算回波時間，從而計算出與目標點間的距離；

所述QTI尋跡模塊用于指定搬運系統的可移動區域，QTI尋跡模塊與STM32核心控制模塊上的PE0、PE1、PE2、PE3接口連接；

所述OpenMV攝像頭模塊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攝像頭模塊采用OpenMV M7攝像頭，該模塊與STM32核心控制模塊上的PE4、PE5接口連接；當OpenMV攝像頭模塊識別成功后，通過輸出模塊的高低電平反饋給STM32核心控制模塊；所述OpenMV攝像頭模塊與HC-SR04超聲波測距模塊相配合，判斷搬運系統與物料之間的距離與方位，并將數據傳遞至機械臂模塊進行準確抓取；

所述臨時倉庫用于存放需要搬運的物料；

所述光電傳感器與STM32核心控制模塊上的PE6接口連接，用于判斷搬運系統是否到達指定的分揀點或卸貨點。