基于机器视觉的分拣机器人设计与研究
- 格式:docx
- 大小:29.56 KB
- 文档页数:5
基于机器视觉的工业机器人分拣系统设计共3篇基于机器视觉的工业机器人分拣系统设计1基于机器视觉的工业机器人分拣系统设计随着市场需求的变化和制造技术的不断提升,工业机器人的应用越来越广泛。
在生产环节中,工业机器人能够取代劳动力,提高生产效率和产品质量,减少人为操作对环境的影响。
而在这些机器人中,分拣机器人具有广泛的应用前景,可以分拣不同形状、大小、颜色的物体。
然而,如果分拣机器人没有适当的控制系统,其作业效率和准确度均会变差。
因此,基于机器视觉的工业机器人分拣系统应运而生。
这种系统通过安装摄像头和光源,将视觉信息转换成机器人可以处理的数字信号,并控制机器人的动作和轨迹,实现自动分拣。
首先,基于机器视觉的工业机器人分拣系统需要相应的硬件设备。
摄像头是视觉传感器的核心,需要选择合适的型号和位置。
比如,一些生产线会设置多个摄像头,以便识别被摆放在不同位置的物体。
另外,光源的灯光强度和颜色也对机器人分辨物体的能力有很大影响。
例如,当物体表面光泽度很高时,光源应设置在适当的角度,以防止反射光干扰摄像头的识别。
其次,基于机器视觉的工业机器人分拣系统需要软件支持。
软件系统主要是用于视觉算法和机器人控制。
机器视觉算法是实现视觉识别的核心,主要有目标检测、特征提取、图像分割、模式匹配等内容。
而机器人控制算法则是帮助机器人完成分拣任务的关键,最常用的控制算法是PID算法,能够实现机器人的位置控制、速度控制和力控制。
最后,基于机器视觉的工业机器人分拣系统的应用场景较为广泛。
它可以应用于食品、药品、物流等多个行业,对企业的生产效率和产品质量有很大的提升。
例如,在生产线上,分拣机器人可以将不同类型的产品进行分拣和归类,符合生产效率和降低人工操作的要求。
总之,基于机器视觉的工业机器人分拣系统是一个能够高效、准确、节约人力的智能控制系统。
在未来的发展中,它将成为工业生产线的反复利用基于机器视觉的工业机器人分拣系统是一种具有广泛应用前景的智能控制系统。
基于机器视觉的自动化分拣系统设计与实现摘要:随着电子商务和物流行业的快速发展,自动化分拣系统在快递、仓储等环节的重要性逐渐凸显。
本文旨在设计和实现一种基于机器视觉的自动化分拣系统,以提高分拣效率和准确度。
在设计过程中,我们将依次介绍系统的需求分析、系统设计和系统实现,以及对系统性能的评估结果。
1. 引言自动化分拣系统作为物流行业的关键环节之一,能够极大地提高分拣效率和准确度,减少人工操作的时间和成本。
传统上,自动化分拣系统依靠传感器和机械臂等硬件设备来实现,然而,这些设备往往昂贵且难以进行调整和维护。
基于机器视觉的自动化分拣系统能够通过图像处理和模式识别等技术,实现对物品的快速识别和分拣,具有更高的灵活性和准确度。
2. 系统需求分析在本文中,我们需要设计和实现一种基于机器视觉的自动化分拣系统。
该系统需要满足以下需求:(1) 能够对不同形状、大小和颜色的物品进行快速分拣;(2) 具有较高的分拣准确度和效率;(3) 能够适应不同的分拣场景,如快递、仓储等。
为了满足这些需求,我们将采用以下技术和方法:(1) 利用摄像头或扫描仪等设备进行图像采集;(2) 运用图像处理和模式识别算法对采集到的图像进行处理和分析;(3) 设计和实现机械臂等硬件设备,以实现物品的自动分拣;(4) 确保系统的稳定性和可靠性。
3.系统设计基于上述需求分析,我们设计和实现了一个基于机器视觉的自动化分拣系统。
该系统分为图像采集模块、图像处理模块、分拣控制模块和机械臂模块四个主要部分。
3.1 图像采集模块图像采集模块负责通过摄像头或扫描仪等设备对待分拣物品进行图像采集。
我们选择高分辨率摄像头,并进行图像预处理,以保证采集到的图像清晰度和准确度。
3.2 图像处理模块图像处理模块是整个系统的核心部分。
在该模块中,我们利用图像处理和模式识别算法对采集到的图像进行处理和分析。
首先,对图像进行去噪处理,去除干扰因素。
然后,通过边缘检测和特征提取等技术,提取物品的特征信息。
基于机器视觉的物流分拣机器人系统研究与实现物流分拣是一个日益重要且关键的环节,在物流领域中起着至关重要的作用。
然而,传统的物流分拣方式往往需要大量的人力投入和时间成本,效率低下且容易出错。
为了解决这一问题并提高物流分拣的效率和准确性,研究者们开始探索基于机器视觉的物流分拣机器人系统。
基于机器视觉的物流分拣机器人系统利用先进的计算机视觉技术,配合机械臂和物联网技术,可以实现自动化、智能化的物流分拣过程。
该系统的核心是机器视觉算法,通过对物流包裹进行图像识别和特征提取,从而实现对物品类别的自动判断和分类。
随后,机械臂根据分类结果将物品放入相应的容器中。
在研究和实现基于机器视觉的物流分拣机器人系统时,有几个关键的技术点需要注意。
首先,需要对物品的外观特征进行准确的识别和提取,如颜色、形状、质地等。
其次,对于物品的尺寸和重量也需要进行准确的测量与判断。
除此之外,还需要解决复杂环境下的光照、遮挡、噪声等问题,以确保机器视觉系统的稳定性和准确性。
在实现基于机器视觉的物流分拣机器人系统时,需要建立一个完整的工作流程。
首先,采集并构建大量的物流包裹的图像数据库,为后续的机器学习和算法训练提供数据支持。
接下来,使用深度学习和图像识别算法来训练模型,使其能够准确地识别和分类不同的物品。
然后,将识别分类后的物品信息传输给机械臂进行抓取和分拣。
最后,通过物联网技术,将机器人与物流管理系统进行连接,实现信息的实时传输和反馈。
基于机器视觉的物流分拣机器人系统有许多优势和应用场景。
首先,它能够大大提高物流分拣的效率和准确性,减少人力投入和时间成本,提高物流运作的整体效率。
其次,机器人系统可以24小时不间断运行,无需休息和休假,提高物流分拣的速度和处理能力。
此外,机器视觉技术还能够根据物流包裹的需求进行自动化的分配和处理,提高物流运输的灵活性和自适应能力。
然而,基于机器视觉的物流分拣机器人系统也面临一些挑战和局限性。
首先,对于一些外观相似或具有相似特征的物品,系统可能会出现识别错误的情况,需要不断优化和改进机器视觉算法。
基于机器视觉的机器人流水线分拣系统的设计研究机器视觉是一种模仿人类视觉感知和理解能力的技术,通过使用数字摄像机和计算机图像处理技术,实现对物体的识别、分析和处理。
机器视觉在工业自动化领域有着广泛的应用,特别是在机器人流水线分拣系统中发挥着重要的作用。
机器人流水线分拣系统是一种能够自动完成物体分类和分拣的系统,它可以根据事先设定的规则和要求,将物体快速准确地分拣到指定位置。
这种系统可以取代传统的人工分拣,提高工作效率、降低成本并减少误差。
该系统的设计研究主要包括以下几个方面:1. 硬件设备设计:包括机器人臂、传送带、摄像机等设备的选型和设计。
机器人臂需要具有较高的精度和稳定性,以确保分拣的准确性和效率。
传送带需要能够将物体有序地送到机器人分拣区域,同时也需要能够与机器人的动作同步。
摄像机需要具备较高的分辨率和像素,以获取清晰的物体图像。
2. 图像处理算法设计:包括物体识别、定位和分类等算法的设计与实现。
物体识别算法可以通过比较物体的外观特征和事先存储的模板特征来完成,常用的方法有模板匹配、边缘检测和颜色匹配等。
物体定位算法可以确定物体在图像中的位置,以便机器人进行抓取或放置操作。
物体分类算法可以识别物体的属性,如大小、形状、颜色等,以便机器人根据不同的分类结果进行分拣。
3. 控制系统设计:包括机器人控制、传送带控制和图像处理算法的协调控制。
机器人的控制需要确保机器人能够准确地抓取和放置物体,避免碰撞和误操作。
传送带的控制需要与机器人的动作相协调,确保物体能够按照一定的速度和间隔送到机器人分拣区域。
图像处理算法的控制需要根据实时的图像数据进行计算和判断,以决定机器人的动作和分拣结果。
4. 实验验证与优化:在实际运行中,需要对系统进行实验验证和优化。
通过实验可以评估系统的性能和可靠性,并发现其中存在的问题和不足之处。
根据实验结果,可以对硬件设备进行调整和优化,对图像处理算法进行改进和优化,从而提高系统的运行效果和分拣准确性。
基于机器人视觉的工业机器人分拣技术研究
一、绪论
随着二十一世纪自动化技术的发展,机器人在实现自主技术、自适应
控制、机械结构和传感器技术上取得了显著进步。
机器人技术在工业领域
有着广泛的应用,其中机器人分拣技术也是其中一个重要的应用。
机器人
分拣技术利用机器视觉、机器抓取等技术,将放置在指定区域的物料进行
自动识别、分类和排序,并将其放置到指定的包装位置,完成分拣任务。
本文重点研究基于机器人视觉的工业机器人分拣技术的原理、方法和应用,以更好的了解机器人分拣技术,为工业机器人分拣技术的深入发展奠定基础。
二、机器人视觉原理
机器人视觉是机器人的一种技术,它依靠传感器、机器特征提取器和
模式识别系统,通过对工件或物料的形、色、尺寸、形状、纹理等进行分析,将其图像变换为有意义的信息,实现机器人对外界环境的自主感知和
认知。
它是分拣机器人完成分拣任务的核心技术,在机器人分拣系统中起
到了重要作用。
机器人视觉系统通常由图像采集、图像处理、图像识别三部分组成。
基于机器视觉的机器人流水线分拣系统的设计研究1. 引言1.1 背景介绍传统的机器人分拣系统往往依靠预先设定的程序和传感器来完成分拣任务,但受限于传感器的精度和可靠性,其在复杂环境下的表现往往不尽如人意。
而基于机器视觉的机器人流水线分拣系统,通过摄像头获取实时图像并通过算法进行分析和处理,能够更准确、更高效地完成分拣任务。
本文旨在探讨基于机器视觉的机器人流水线分拣系统的设计与研究,通过引入先进的机器视觉技术,提高分拣系统的准确性和效率,减少人为错误和生产成本,从而推动工业生产线的自动化进程。
通过深入研究系统整体设计、关键技术探讨、性能评估和系统优化等方面,为相关领域的研究和实际应用提供有益参考。
1.2 研究目的研究目的是为了探究基于机器视觉的机器人流水线分拣系统在工业生产中的应用潜力和优势。
随着科技的不断发展,机器视觉技术在自动化生产领域得到广泛应用,可以实现对产品快速准确的识别和分类。
我们的研究旨在设计一种高效、精准的机器人流水线分拣系统,以提高生产效率,降低人力成本,提升产品质量和生产效率。
通过研究机器视觉在分拣系统中的应用,可以为工业生产中的物料分拣过程带来革命性的改变,使生产过程更加智能化、自动化,提高企业的竞争力和生产效率。
我们也希望通过此研究,为未来相关领域的研究提供新的思路和方法,推动机器视觉技术在工业自动化领域的应用和发展。
1.3 研究意义机器视觉技术在机器人流水线分拣系统中的应用日益广泛,其准确性和效率已经超越了传统的人力分拣方式。
研究基于机器视觉的机器人流水线分拣系统的设计不仅可以提高分拣效率,减少生产成本,还能够提升工作环境的安全性和稳定性。
随着智能制造的不断发展,机器人技术已经成为工业生产的关键支持力量,基于机器视觉的机器人流水线分拣系统的发展也将推动工业智能化水平的提升,促进产业结构的优化升级。
在当前全球经济快速发展的背景下,提高生产效率、降低生产成本已经成为工业发展的重要课题。
基于机器视觉的机器人流水线分拣系统的设计研究机器人技术和机器视觉技术的发展为各行各业带来了许多新的可能性和机会。
特别是在制造业领域,机器人流水线分拣系统的设计和研究一直是一个备受关注的课题。
本文将重点探讨基于机器视觉的机器人流水线分拣系统的设计和研究,分析其应用、原理以及存在的问题和挑战。
一、机器人流水线分拣系统的应用机器人流水线分拣系统主要应用在制造业中的自动化生产流水线上,用于对产品进行分拣、组装、包装等操作。
该系统能够大大提高生产效率和产品质量,减少人力成本和生产周期,因此在电子、汽车、医药等行业得到了广泛应用。
基于机器视觉的机器人流水线分拣系统主要包括以下几个部分:图像采集模块、图像处理模块、决策控制模块和执行操作模块。
图像采集模块主要是通过摄像头对生产线上的产品进行实时拍摄和采集,获取产品的图像信息。
图像处理模块则是对所采集到的图像信息进行处理和分析,识别出产品的类型、位置、形状等特征。
决策控制模块是根据图像处理模块所得到的产品信息,通过算法和逻辑判断,确定产品的去向和操作方式。
执行操作模块则是根据决策控制模块的结果,通过机械臂、输送带等设备,对产品进行分拣、组装、包装等具体操作。
1. 图像处理算法的优化图像处理是机器视觉技术的核心之一,而图像处理算法的优化对于机器人流水线分拣系统的性能有着至关重要的影响。
在设计研究中,需要不断优化和改进图像处理算法,提高系统对产品的识别精度和响应速度。
2. 机器人的智能化控制在设计研究中,需要研究开发具有智能化控制功能的机器人系统,使其能够根据不同的产品特征和工作环境,自动调整操作方式和路径规划,提高系统的灵活性和适应性。
3. 数据分析与预测技术的应用通过对系统运行过程中的大量数据进行分析和预测,可以及时发现问题并进行纠正,提高系统的稳定性和可靠性。
在设计研究中需要考虑如何应用数据分析与预测技术,为系统运行提供更多的参考和支持。
四、基于机器视觉的机器人流水线分拣系统存在的问题和挑战1. 复杂产品识别一些产品可能具有复杂的结构和特征,使得其识别难度较大。
基于机器视觉的智慧物流分拣系统研究与设计智慧物流分拣系统在当前快速发展的物流行业中扮演着重要角色。
以基于机器视觉的智慧物流分拣系统为研究与设计的主题,本文将深入探讨该系统的原理、技术应用以及设计流程,以期为物流企业提供相关的参考和建议。
一、引言随着电子商务的繁荣以及物流业务量的增长,传统人工分拣已经无法满足高效精准的需求。
而基于机器视觉的智慧物流分拣系统,则是通过计算机视觉技术,实现对物体的自动识别与分拣,大大提高了物流分拣的效率与准确性。
本文将从系统原理、技术应用和设计流程三个方面进行详细介绍。
二、系统原理基于机器视觉的智慧物流分拣系统的核心原理是通过相机或传感器捕捉到的物体图像,并对其进行图像处理和分析,最终实现自动识别和分拣。
主要包含以下几个步骤:图像采集、预处理、特征提取、分类识别和分拣。
首先,通过相机或传感器对待分拣物体进行图像采集,获取到物体的图像信息。
然后,对采集到的图像进行预处理,比如灰度化、滤波、边缘检测等,以提高后续图像处理和识别的准确性和速度。
接下来,根据预处理过的图像,进行特征提取。
对于不同的物体,其特征信息也不同,可以通过提取物体的颜色、纹理、形状、大小等特征来进行识别。
然后,将提取到的特征信息输入分类器进行分类识别。
常用的分类方法包括支持向量机(SVM)、神经网络等。
通过事先训练好的分类器,可以将物体准确地识别为特定的类别。
最后,根据物体的分类结果,将其分配到相应的位置,实现物体的自动分拣。
三、技术应用基于机器视觉的智慧物流分拣系统在物流行业中有着广泛的应用前景。
它可以应用在仓库物流、快递物流、生鲜物流等多个领域中,提高物流分拣的效率和准确性。
在仓库物流中,智慧物流分拣系统可以代替传统的人工分拣,大幅度提高仓库中物资的分拣速度和准确度。
同时,可以通过系统的自动化和智能化,减少工人的劳动强度,提升工作效率。
在快递物流方面,智慧物流分拣系统可以实现对快递包裹的自动分拣,提高整个快递流程的效率。
基于机器视觉的机器人流水线分拣系统的设计研究【摘要】本文针对基于机器视觉的机器人流水线分拣系统展开设计研究。
在引言部分中,介绍了背景情况,阐明了研究的意义和目的。
接着在正文部分中,对机器视觉技术进行概述,详细论述了流水线分拣系统的设计原理,视觉传感器的选取过程,分拣算法的研究以及系统的实现与测试。
最后在结论部分中,对设计研究进行总结,展望未来的发展方向,并强调了这项研究的成果和贡献。
通过本研究,我们能够更好地了解基于机器视觉的机器人分拣系统的设计原理和实际应用,为未来相关领域的研究和发展提供重要参考。
【关键词】机器视觉、机器人、流水线、分拣系统、设计研究、视觉传感器、分拣算法、系统实现、测试、结论、未来发展、研究成果、贡献。
1. 引言1.1 背景介绍机器人流水线分拣系统是目前工业自动化中常见的一种应用场景,通过结合机器视觉技术,可以提高分拣效率和准确性,减少人力成本和物料损耗。
随着产业升级和智能制造的发展,对机器人流水线分拣系统的需求也在不断增加。
传统的分拣系统往往依赖于人工操作,存在分拣效率低、错误率高、工作强度大等问题。
而基于机器视觉的机器人流水线分拣系统可以实现自动化处理、智能识别和高效分拣,能够更好地适应多品种、小批量生产的需求。
研究机器视觉技术在流水线分拣系统中的应用,对提高生产效率、降低成本具有重要意义。
本研究旨在设计一种基于机器视觉的机器人流水线分拣系统,通过对流水线分拣系统的设计和实现进行深入研究,探索如何利用机器视觉技术提升分拣系统的效率和准确性,为工业自动化提供更多实用价值。
1.2 研究意义基于机器视觉的机器人流水线分拣系统的研究和设计不仅能够满足当前工业生产对高效、精准生产需求,也可以为未来工业智能化的发展奠定基础。
通过该系统的研究与应用,可以积累大量的实践经验,为未来更多领域的机器视觉技术的应用提供参考与借鉴,推动技术的不断创新和发展。
对基于机器视觉的机器人流水线分拣系统进行设计研究具有重要的现实意义和理论价值。
基于机器视觉的货物分拣智能系统设计与开发摘要:货物分拣是供应链中重要的环节之一,传统的人工分拣无法满足日益增长的需求,因此开发一种能够自动完成货物分拣的智能系统变得非常重要。
本文提出了一种基于机器视觉的货物分拣智能系统的设计与开发方法,通过使用深度学习模型和图像处理算法,实现对货物进行识别和分类,并通过机器人等自动装置进行分拣。
实验结果表明,该系统能够高效准确地完成货物分拣任务,具有良好的应用前景。
1. 引言货物分拣是供应链中必不可少的环节,传统的人工分拣方式存在工作效率低、成本高以及人为因素带来的错误等问题。
随着机器视觉和人工智能技术的发展,基于机器视觉的货物分拣智能系统成为了一种新的解决方案,其能够自动完成货物的识别、分类和分拣,提高了分拣效率和准确性。
2. 关键技术2.1 机器视觉技术机器视觉技术是基于摄像机和图像处理算法实现对物体进行检测、识别和分析的一种技术。
在货物分拣系统中,可以通过摄像机捕捉货物的图像,然后使用图像处理算法进行特征提取和目标识别,从而实现对货物的分类和分拣。
2.2 深度学习模型深度学习是一种能够模拟人脑神经网络进行机器学习的技术,其通过多层次的神经网络模型,可以自动学习和提取图像的特征。
在货物分拣系统中,可以通过使用深度学习模型进行货物的识别和分类,从而实现智能分拣。
3. 系统设计3.1 硬件设计货物分拣智能系统的硬件部分主要包括摄像机、传感器和自动分拣装置。
摄像机用于捕捉货物的图像,传感器用于检测物体的位置和状态,自动分拣装置用于将货物进行分拣。
3.2 软件设计货物分拣智能系统的软件部分主要包括图像处理算法和深度学习模型。
图像处理算法用于对货物的图像进行识别和分类,深度学习模型用于训练和预测货物的类别。
4. 系统开发4.1 数据采集与准备在进行系统开发之前,需要收集并准备大量的货物图像数据作为训练集和测试集。
这些数据应涵盖不同种类的货物,并具有多样性和代表性。
4.2 模型训练与优化使用准备好的数据集,可以使用深度学习模型进行训练。
基于机器视觉的分拣机器人设计与研究
摘要:由于科学技术的发展,与机器人有关的研究也得到了快速的发展,许
多专家和科研人员都将注意力转向了机器人的视觉技术。
基于此,本文介绍了一
种利用图像处理技术实现机器人自动分拣的方法,对此进行了详细的阐述,并给
出了一个基于图像处理的机器人分拣系统的实验平台。
图像处理技术是将被放置
在摄像机视场中的任意位置的工件进行定位和分拣,根据 TCP通讯协议,将定位
与分拣信息传送至机器人,并由机器人完成对工件的分拣。
通过多次的分拣试验,证明了本系统能够实现对工件的自动分拣。
关键词:机器视觉;分拣机器人;设计研究
引言
国家发展改革委、住房和城乡建设部日前发布了《“十四五”城镇生活垃圾
分类和处理设施发展规划》,其中明确了“十四五”期间要全面推进城市生活垃
圾分类和处理设施建设,并逐步建立起分类投放、收集、运输和处理的体系;同时,指出到2025年,我国城镇生活垃圾的资源化利用将达到60%以上。
智能垃圾
分类机器人的工作原理有两个,一是精准的识别,人工智能可以用大量的数据来
训练机器人,不管废弃物是完好的,还是被破坏的、被遮挡的,机器人都可以识别。
经过大量的训练,人工智能可以分辨出任何人类一眼可以辨认的事物;二是
精确的分类,将人工智能软件与机器人结合起来,就像是人类大脑中的神经网络,又像是人类的双手,可以进行准确的识别和处理。
机器视觉是利用摄影机模拟人
体的视觉机能,利用其对客观物体进行测量与判断。
与传统的机械式分拣作业方
式相比较,采用机器视觉技术可以极大地改善分拣系统的工作效率,提高分拣效率。
一、系统组成
机器人视觉分拣系统包括六轴机器人、视觉机器、气动机器和电脑。
6轴机
械手被装在铝衬底上;可视化模块包括一个相机和一个透镜,被固定在一个机器
人的外置架上;气动组件包括:气动吸盘,空气压缩机,电磁阀,控制电路,真
空发生器;把程序写进电脑,再结合在一起形成一个基于视觉的机器人分拣系统。
6轴机械手:因为要分拣的零件重量不超过400克,最大搬运距离是500毫米,所以选用6轴轻便型高速机械手MZ04。
能承载4 kg的物品,在600毫米的
距离内运动,具有高精度和快速的特点[1]。
可视化模组:可视化模组包括摄影机与透镜。
F= FOV/D是相机的选取公式。
其中 FOV表示视场, D表示可视模组的辨识准确度, F表示照相机的象素。
因为待分拣的工件被置于180毫米*250毫米的工作区内,所以该可视组件的 FOV
值被设定为200毫米乘300毫米,并且该整体视觉辨识组件的探测准确度 D必须
是0.8毫米。
按照以上公式,必须选用100,000象素以上的相机才能达到精确度
的要求。
为了改善稳定性和精确度,1毫米用13个像素来表示,所以需要130万
像素的照相机。
透镜的焦距是由工作距离 H、视场 FOV、晶片大小 X以及类似三角原则决定的。
在选定了模型之后,摄像机和透镜被安装到了机器人的外置架上。
通过对系
统的调试,该系统的图像处理模块可以达到检测的精度。
气动组件:由吸盘、空气压缩机、电磁阀、真空发电机等构成.在机械臂的
尾部装有吸盘和真空发生器,通过将压缩空气的动力转化为真空,使吸盘对工件
进行夹紧[2]。
二、分拣系统工作流程
系统的工作流程主要包括模板生成、系统标定、系统主控三大模块。
模板生
成的主要作用是对各种类型的产品进行属性抽取,并产生相应的分拣模板,以便
日后进行模板匹配;该模型的主要作用是在机器人视觉系统和机器人系统中建立
起一种转换关系;主要功能是通过与机器人进行通讯,完成对机器人的自动分拣。
(一)模板生成模块
在图像处理与模式识别中,特征抽取与模板匹配是一个非常关键的过程。
在
选取适当的特征时,要注意在光照、环境等方面对特征的鲁棒性,这将直接影响
到匹配的精确度。
为了达到高的匹配精确度,必须在光照条件比较稳定的地方进行。
该模型以图像中的轮廓信息为特征参数,其性能稳定,且不会受到外界光线
和外界的干扰。
针对整个分拣系统的高稳定性,采用了基于窗体的模板匹配算法。
第一,对图像进行预处理。
图像预处理技术的主要作用是消除不相干的图像,保留有用的信息,减少复杂度,增加信噪比,从而有效地减少了图像的处理压力。
图像预处理的好坏,对图像的中心、周长、面积、边界轮廓的刻画都有很大的影响。
因为在静态检测过程中,被加工的物体为灰度图像,所以不需要进行灰度变换。
这一部分所涉及的图像预处理技术的主要作用是对图像进行平滑和杀菌。
目前,在空间域中,常用的平滑技术有:邻近平滑、中值滤波、均值滤波、自适应
滤波等。
第二,边沿的抽取。
利用 Canny运算符进行工件的边沿轮廓提取。
Canny算
子是一种集滤波、增强和检测为一体的综合性边缘检测算子,它能有效地消除干
扰并得到高品质的边缘。
(二)标定模块
根据摄像机与机械手的相对位置的差异,可以将其划分为“eye_in_hand”
与“eye_to_hand”两种类型。
“Eye_in_hand”是把照相机固定在机械手上,随
机械手运动,灵活度高,但不够稳定。
“Eye_to_hand”是在机器人的外侧固定
位置上安装的,稳定性好,视野广,可以满足工程需要。
在此基础上,在工作水平上直接实现机械手和目视坐标的转换关系的快速手
眼标定。
在快速手眼标定方式中,先将三个标记点置于工作台上,利用“Aca-1300-gm”“Basler”照相,再从三个不同的标记点中抽取三个不共线的标记点,并分别求出三个中心的象素坐标。
然后,通过对变换模型的调用,得到了一个仿
射变换的矩阵。
利用三个(x, y)和(x′,y′)坐标,分别求解相机坐标系
统和机器人座标系的仿射转换矩阵。
由于手眼标定法中没有包含机器人的正、反
解,所以可以方便地求出所需的参量,所以该标定方法不但适合于机器人,而且
适合于其它需要进行图象处理的施工机械[3]。
(三)主模块
主要包括计算机程序、通讯程序和机器人的动作程序。
在电脑程式中,指令
控制摄影机拍照,再调用 Halcon内的Find_shape_model操作,输入模版档案及
要分拣的物件影像,设定搜寻起始角、设定对齐度及其它参数,以及撷取影像座
标系统内所有物件之中央座标。
在此基础上,利用标定矩阵,求出了工件在机械
臂坐标系统中的坐标。
下一步,申请与机械手建立联系,并向机械手传送工件的
位置坐标及对应种类的位置坐标。
机械手通讯程式会互相转换,比如建立电源插座,分配端口号码等等,然后等待电脑的连线。
一旦接到要求,就会建立一个连接,从电脑那里接收到坐标,然后再把它储存在一个自动装置的存储器里。
在机
器人的运动过程中,设定运动速度、加速度、光滑系数,并通过在寄存器中调用
坐标来实现对工件的分拣。
三、基于机器视觉的机器人分拣系统功能的实现
建立一个分拣系统,并进行分拣试验,以检验该系统的分拣成功率。
基于可
视化的机器人分拣系统,该方法利用可视化技术和多种传感器,实现对被分拣物
体的细节进行检测。
传导部件主要是一个滑动辊,其作用是收集多个方向的分拣
物品,然后再把它们散布到输送机上。
分拣部件包括驱动皮带和驱动马达,用以
输送分拣物品。
在基于可视化的分拣系统中,控制是实现自动化的重要环节。
该
系统首先对由输送机输送来的分拣物体进行图像处理,获取坐标信息、方位信息等,并通过计算机进行数据通讯,实现自动分拣作业,并将分拣部件移至设定好
的位置。
为了满足机器视觉的高分辨率和精确的分拣目标,必须采用更好的光源。
在此基础上,利用目标的特点,实现对目标的精确捕获。
机器视觉处理的影像特
性愈好,则愈有利于机器人完成正确的分拣工作。
结语
在此基础上,利用机器视觉技术和工业机器人分拣系统,并给出了一个快速
的手眼标定算法。
该方法已成功在杭州市天子岭静脉产业园建筑(装修)垃圾资
源化再生利用项目、龙港镇新城围垦区存量垃圾资源化处置项目、泰顺县静脉产业园生活垃圾无害化综合处理PPP项目等项目运用,具有快速、准确等特点。
整个系统能在摄像机的视场中任意位置排列工件,具有良好的分拣稳定性。
参考文献:
[1] 王晓莲. 基于工业机器人控制的物料视觉分拣系统的研究与设计[J]. 电子制作,2023,31(3):23-26.
[2] 廖家骥. 基于机器视觉的机器人分拣系统研究与设计[D]. 广东:广东工业大学,2019.
[3] 卓书芳. 基于机器视觉的工业机器人分拣技术应用研究与系统开发[J]. 辽宁科技学院学报,2017,19(1):8-10.。