[發明專利]基于視覺的定量灌液系統及其灌液方法

在審

• 申請號: 202110593269.5
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113277459A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 王銀;葉堯珍;謝宏
• 申請（專利權）人: 南京軒世琪源軟件科技有限公司
• 主分類號: B67C3/24
• 分類號: B67C3/24;B67C3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于視覺的定量灌液系統，包括：機身，所述機身上設有上料單元、運輸單元、灌液單元和卸料單元；其特征在于，所述上料單元包括：

設置在機身上的立架；所述立架上安裝有至少一個機械臂；

夾手，傳動連接于所述機械臂的末端；所述夾手具有根據瓶體外徑的大小自動調整張弛空間的夾持部。

2.根據權利要求1所述的基于視覺的定量灌液系統，其特征在于，所述夾持部包括：

上連接環，傳動連接于所述機械臂的末端；

下連接環，固定于所述下連接環；所述上連接環與下連接環之間留有預定的距離構成容置腔；

旋轉環，可轉動的安裝與所述下連接環上；所述旋轉環上開設有若干個弧形槽，每個弧形槽的內部活動設有第一連接件；

第二連接件，一端鉸接于所述第一連接件，另一端為活動端；

數量與第一連接件相同的U型槽，沿下連接環的徑向開設與所述下連接環上；一個U型槽對應于一個第一連接件；第二連接的活動端穿過U型槽的敞口端。

3.根據權利要求2所述的基于視覺的定量灌液系統，其特征在于，

所述第二連接件的活動端設置夾持端，所述夾持端在軸向上設有一個預定高度的延伸。

4.根據權利要求1所述的基于視覺的定量灌液系統，其特征在于，所述運輸單元包括：轉盤，所述轉盤的邊緣處設有若干個放置槽，所述放置槽具有用于放置瓶體的放置腔。

5.根據權利要求1所述的基于視覺的定量灌液系統，其特征在于，

所述灌液單元包括：設置在機身上的支架，所述支架上安裝有至少一個打液槍，每個打液槍上均設有與之相匹配的攝像機，所述攝像機被設置為對當前瓶體進行圖像采集，獲取瓶體內部的液位值。

6.根據權利要求4所述的基于視覺的定量灌液系統，其特征在于，

每個放置腔的底部均設置有垂直光源。

7.根據權利要求5所述的基于視覺的定量灌液系統，其特征在于，

所述打液槍包括：液體容器；沿液體容器的軸向方向安裝在液體容器底部的打液針；

閥體，沿所述液體容器的徑向安裝在液體容器上將液體容器分割成上容器和下容器；所述閥體同時貫通于上容器和下容器；

活塞，設于所述閥體的內部；所述活塞沿液體容器的軸向方向上并列設有若干個通孔；通孔所在的方向與液體容器的軸向平行時，上容器和下容器相通灌液；通孔所在的方向與液體容器的軸向相交時，上容器和下容器堵塞暫停灌液。

8.使用如權利要求1至7中任意一項所述的基于視覺的定量灌液系統的灌液方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

將需要灌液的瓶體通過上料單元轉移至運輸單元中；

運輸單元將瓶體依次轉移到灌液單元處；

灌液單元對當前的瓶體進行灌液的同時根據采集到當前瓶體的圖像信息判斷是否達到預定的液位值，如果達到預定的液位值則停止灌液，通過運輸單元將已灌有液體的瓶體轉移到卸料單元進行卸料；

如果還未達到預定的液位值則繼續灌液，直至達到預定的液位值。

9.根據權利要求8所述的基于視覺的定量灌液系統的灌液方法，其特征在于，

根據采集到當前瓶體的圖像信息判斷是否達到預定的液位值的判斷方法具體如下：

當前需要灌液瓶體所在的放置腔內的垂直光源處于打開狀態，攝像機攝取對瓶體進行圖像采集；

圖像增強處理：使需要的細節灰度值區間得到拉伸，增強對比度；

灰度區域劃分：圖像從上至下依次為空氣區域和溶液區域，劃分空氣區域與溶液區域之間的邊緣點；計算液位值，并判斷液位值是否與預定液位值一致，如果一致則暫停灌液，若還未達到預定液位值則繼續灌液。

10.根據權利要求9所述的基于視覺的定量灌液系統的灌液方法，其特征在于，

圖像增強處理進一步表現為：

垂直光源依次穿過瓶體底部、溶液和位于最頂部的空氣，瓶體內部因盛放的介質不同，即對應的密度也不同，因此在垂直光源的照射下，不同介質處反射出來的光線對應的分量圖像則不同，使用密度值對不同的分量圖像進行加強處理；

灰度區域劃分進一步表現為：

將獲取到的瓶體的側視圖像處理成灰度直方圖，并讀取所述灰度直方圖最頂部分的均值，記為C；

分別計算各灰度值出現的概率為p_l，設置初始閾值為T₀；

將圖像分為兩成A和B兩個部分，其中A部分為灰度直方圖中位于最頂部的區域，B部分為A部分以下的其他區域；計算出A部分的均為，記為μ_A；

若μ_A≈C，則A部分f(x，y)屬于瓶體的空氣區域，其他部分則屬于溶液區域；確定空氣區域和溶液區域之間的邊緣點；

液位值的計算具體如下：

根據邊緣點計算出液位到瓶體的容器口之間的高度值H，瓶體的高度與高度值之差記為液位值。