[發明專利]一種航空港行李箱搬運系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202110897488.2
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113602799B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 祝會龍;張靜;劉滿祿;單毛毛;田鳳蓮;王姮;張華;段淇昱;周建;白克強
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: B65G47/90
• 分類號: B65G47/90;B65G47/52;G06V20/10;G06V10/28;G06V10/30;G06V10/764
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 代維凡

1.一種航空港行李箱搬運系統的控制方法，其特征在于，搬運系統包括控制單元、與控制單元信號連接的檢測單元和用于運輸行李箱的運輸單元；

所述控制單元包括控制箱和固定安裝于機械臂上、且受控于控制單元的抓手；

所述檢測單元包括網格激光、工業相機和壓力薄膜傳感器；所述工業相機和網格激光均安裝于抓手的頂板上，且工業相機的四周環設有若干個點光源燈；所述壓力薄膜傳感器固定安裝于抓手的內側側壁上；

所述運輸單元包括傳送帶和設置于傳送帶一側的運輸小車；

網格激光、工業相機、薄膜壓力傳感器與小型嵌入式工控機連接，并通過小型嵌入式工控機與控制箱通信連接；

點光源燈為LED發光光源燈；

控制方法，包括以下步驟：

S1、工業相機標定，包括工業相機機內參數標定和手眼坐標轉換關系標定；

S2、工業相機采集傳送帶上行李箱的圖像信息，并將采集的圖像信息傳送至控制單元進行處理，得到圖像中行李箱的位置信息；

S3、根據行李箱的位置信息控制抓手移動至目標位置，根據行李箱移動軌跡，控制抓手移動，設定抓手垂直下移距離和水平位移，直至抓手移動至行李箱的兩側；

S4、根據行李箱重量和薄膜傳感器反饋的壓力值抓取行李箱，并實時調整抓手的抓取力度；

S5、控制單元驅動機械臂旋轉作業，將行李箱運輸至運輸小車上方，繼續下移機械臂，控制抓手釋放行李箱，行李箱落在運輸小車上；

S6、控制單元控制機械臂回調至初始位置；

步驟S2包括：

采用剪影處理法對采集的圖像信息數據進行標記提??；

對提取的圖像信息進行二值化處理，并對二值化處理后的圖像進行圖像分割，得到含有行李箱目標區域的圖像信息；

對分割后的圖像信息進行濾波處理；

采用骨架化識別目標區域位置信息，并將位置信息傳送至控制單元；

所述步驟S3中計算行李箱的移動軌跡，包括：

網格激光對待抓取行李箱的表面投射一組平行網格紅色激光線，工業相機配合點光源進行圖像拍攝，并將拍攝的圖像信息傳輸至控制單元；

采用標準霍夫變換計算網格中水平直線方程和垂直直線方程，然后通過水平直線和垂直直線的交點計算網格線的起止點坐標；

將計算得到的起止點坐標在二值化圖像的基礎上進行直線繪制，并得出網格線檢測的結果圖。

2.根據權利要求1所述的航空港行李箱搬運系統的控制方法，其特征在于，根據網格線檢測的結果圖，計算網格水平線起始點坐標：

保持垂直直線方程不變，依次遍歷所有水平直線方程，并計算每一條水平直線和既定的垂直線的交點坐標，計算得到實際網格水平直線的起始點坐標；

保持水平直線方程不變，依次遍歷所有垂直直線方程，計算水平直線和垂直直線的交點坐標，計算得到實際網格垂直方向直線的起始點坐標；

根據網格線檢測的結果圖，計算網格水平線終點坐標：

保持水平直線方程不變，依次遍歷所有垂直直線方程，并計算每一條垂直直線和既定的水平直線的交點坐標，計算得到實際網格水平直線的終點坐標；

保持水平直線方程不變，依次遍歷所有垂直直線方程，計算水平直線和垂直直線的交點坐標，得到實際網格垂直方向直線的終點坐標。

3.根據權利要求1所述的航空港行李箱搬運系統的控制方法，其特征在于，所述步驟S1中工業相機標定，包括：

采用張正友標定算法進行工業相機機內參數標定和畸變校正；

采用Tsai-Lenz標定法進行手眼標定。

4.根據權利要求1所述的航空港行李箱搬運系統的控制方法，其特征在于，還包括行李箱的體積的計算與校正：

當網格激光照射到目標行李箱上時，工業相機對目標行李箱進行拍照，對拍照的圖片上的激光網格進行識別，以行李箱的最遠的彎曲的網格線的行李箱的邊緣為最遠邊；

計算以最遠邊行李箱的最上面的一個面的面積，進而估算出行李箱的初步體積；

對計算得到的行李箱的體積做邊緣擴張填充，邊緣填充為在行李箱的最遠的彎曲的網格線向外填充總共5cm的灰色邊框。