[發(fā)明專利]一種基于視覺和激光的框體定位裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011556713.8
• 申請(qǐng)日: 2020-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN112797895B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張慶久;甘中學(xué)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海智殷自動(dòng)化科技有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00
• 代理公司: 天津英揚(yáng)昊睿專利代理事務(wù)所(普通合伙) 12227
• 代理人: 吳揚(yáng)

本發(fā)明提供一種基于視覺和激光的框體定位裝置，包括頂部安裝架、工業(yè)視覺相機(jī)、滑軌、滑塊、線激光發(fā)生器和視覺控制器，將料框置于工業(yè)視覺相機(jī)下方并調(diào)整滑塊與線激光發(fā)生器的角度，再通過工業(yè)視覺相機(jī)對(duì)圖形進(jìn)行拍攝，視覺控制器對(duì)圖像進(jìn)行識(shí)別和處理將邊框的激光線段中線提取出來，并將每條邊框的中線形成一條棱線，四條棱線相交的位置即為料框的角點(diǎn)，通過4個(gè)角點(diǎn)即可對(duì)料框的位置、大小和姿態(tài)進(jìn)行判斷，通過2D視覺算法思路和3D激光打光方案即可實(shí)現(xiàn)與3D視覺方案同樣的效果，同時(shí)精度高、無誤差，而且無需三維攝像機(jī)或傳感器，大幅降低了方案的成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及視覺定位領(lǐng)域，尤其涉及一種基于視覺和激光的框體定位裝置。

背景技術(shù)

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，有越來越多手工操作被機(jī)器人和其他自動(dòng)化設(shè)備代替，如上下料、焊接等領(lǐng)域。但很多情況下，來料不一致導(dǎo)致自動(dòng)化生產(chǎn)出現(xiàn)不良品太高。因此，能夠根據(jù)來料的情況進(jìn)行自適應(yīng)的調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)至關(guān)重要。

自動(dòng)向框體內(nèi)進(jìn)行放料時(shí)，需要準(zhǔn)確的知道料框的位置，往往會(huì)實(shí)現(xiàn)對(duì)框體的位置進(jìn)行示教。當(dāng)料框大小不一或者料框的位置和角度發(fā)生變化時(shí)，示教的位置就不準(zhǔn)確了。這種情況是非常常見的，尤其是手工焊接的料框，存在尺寸大小焊接位置的差異。

現(xiàn)有對(duì)料框的定位方式是基于3D視覺方案，但3D方案在成本上太高，需要利用多個(gè)三維攝像機(jī)對(duì)料框進(jìn)行識(shí)別以及建模處理后，才能呈現(xiàn)料框的大小及位置從而對(duì)料框進(jìn)行定位，而且現(xiàn)有3D視覺方案針對(duì)大視野成像料框時(shí)，其精度有時(shí)難以達(dá)到場(chǎng)景的需求。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于視覺和激光的框體定位裝置，其特征在于包括頂部安裝架、工業(yè)視覺相機(jī)、滑軌、滑塊、線激光發(fā)生器和視覺控制器，所述頂部安裝架設(shè)置于操作臺(tái)上方，所述頂部安裝架通過支撐架支撐并固定在操作臺(tái)上，所述頂部安裝架下表面中央固定有工業(yè)視覺相機(jī)，所述工業(yè)視覺相機(jī)通過螺栓固定在頂部安裝架上，所述頂部安裝架為T型支架，所述頂部安裝架的下表面開設(shè)有滑軌，所述滑軌為4個(gè)，所述滑軌分別位于工業(yè)視覺相機(jī)的前、后、左、右四側(cè)，前、后兩側(cè)的所述滑軌為縱向開設(shè)，左、右兩側(cè)的所述滑軌為橫向開設(shè)，所述滑軌為T型結(jié)構(gòu)，所述滑軌內(nèi)分別安裝有滑塊，所述滑塊底端可旋轉(zhuǎn)式安裝有線激光發(fā)生器，所述線激光發(fā)生器通過銷軸安裝于滑塊上，前、后兩側(cè)所述線激光發(fā)生器之間的連線垂直于左、右兩側(cè)線激光發(fā)生器之間的連線，所述視覺控制器內(nèi)置于頂部安裝架內(nèi)部，所述線激光發(fā)生器和工業(yè)視覺相機(jī)與外部電源連接，所述工業(yè)視覺相機(jī)與視覺控制器連接；

本發(fā)明還提供一種基于視覺和激光的框體定位裝置的定位方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1.將料框放置于工業(yè)視覺相機(jī)的正下方并打開4個(gè)線激光發(fā)生器，目測(cè)料框的側(cè)邊框與線激光發(fā)生器打出的線激光近似平行；

S2.根據(jù)料框的大小調(diào)節(jié)滑塊于滑軌中的位置，然后調(diào)整線激光發(fā)生器的傾斜角度使其中軸與工業(yè)視覺相機(jī)的中軸呈一定角度且料框的每個(gè)側(cè)邊框上至少有2條激光發(fā)生器發(fā)射的線激光；

S3.工業(yè)視覺相機(jī)對(duì)料框拍攝圖像，并將圖像傳至視覺控制器中，視覺控制器對(duì)拍攝圖像進(jìn)行識(shí)別，通過圖像處理方法，將料框每條側(cè)邊框的激光線段部分提取出來；

S4.根據(jù)步驟S3中提取的側(cè)邊框的激光線段部分，對(duì)每條側(cè)邊框上的激光線段部分求中點(diǎn)，根據(jù)單條側(cè)邊框上的2個(gè)中點(diǎn)擬合成一條棱線，將4條側(cè)邊框的棱線求交點(diǎn)，可得到料框的4個(gè)角點(diǎn)；

S5根據(jù)步驟S3中拍攝的標(biāo)定圖像與物理空間的關(guān)系，將4個(gè)角點(diǎn)轉(zhuǎn)換為物理位置，根據(jù)4個(gè)角點(diǎn)判斷出料框的大小、位置及姿態(tài)；

步驟S2中，調(diào)整線激光發(fā)生器的傾斜角度使其向工業(yè)視覺相機(jī)一側(cè)的方向傾斜。

本發(fā)明的有益效果為：