1.一种视觉引导分拣珍珠机器人,其特征在于,包括自动下料模块、机器视觉图像采集模块、分拣模块以及控制模块,所述自动下料模块、机器视觉图像采集模块和分拣模块均与控制模块连接;
所述自动下料模块包括支架(10),所述支架(10)上连接有上下开口的料箱(6),所述料箱(6)底部插接有挡板(7),所述挡板(7)一端连接电磁铁(9)一端,所述电磁铁(9)另一端与支架(10)连接,所述支架(10)上还连接有斜面板(8);
所述机器视觉图像采集模块包括相机支架(1),所述相机支架(1)上滑动连接相机(2),所述相机(2)上设有定焦镜头(3),所述相机(2)下方设有灯箱(14),所述灯箱(14)内设有LED灯光贴片,所述灯箱(14)一边连接所述斜面板(8);
所述分拣模块包括底座(21)和分拣盒(22),所述底座(21)连接机械臂一端,所述机械臂内设有步进电机和角度传感器,所述机械臂另一端连接舵机(4)一端,所述舵机(4)另一端连接吸盘(5),所述吸盘(5)通过吸管(11)连接气泵(12),所述底座(21)内还设有与气泵(12)连接的电磁阀,所述分拣盒(22)设于灯箱(14)异于斜面板(8)一侧。
2.根据权利要求1所述的一种视觉引导分拣珍珠机器人,其特征在于,所述支架(10)包括垂直连接的底板和立板,所述立板上连接有L型板,所述料箱(6)与斜面板(8)均与立板连接,所述电磁铁(9)另一端与L型板连接。
3.根据权利要求1所述的一种视觉引导分拣珍珠机器人,其特征在于,所述灯箱(14)的横切面为四边形,所述灯箱(14)一边连接所述斜面板(8)、其他三边均设有用于防止珍珠滚落的凸台(16),所述凸台(16)高5cm。
4.根据权利要求1所述的一种视觉引导分拣珍珠机器人,其特征在于,所述机械臂包括与底座(21)转动连接的腰部(20),所述腰部(20)通过腰关节连接大臂(19),所述大臂(19)通过大关节(18)连接小臂(17),所述小臂(17)通过小关节连接所述舵机(4)。
5.根据权利要求4所述的一种视觉引导分拣珍珠机器人,其特征在于,所述腰关节、大关节(18)和小关节内均设有步进电机和角度传感器,所述步进电机的输出轴分别与大臂(19)、小臂(17)和舵机(4)连接,所述底座(21)内还设有用于驱动腰关节转动的步进电机。
6.一种视觉引导分拣珍珠机器人的分拣方法,其特征在于,采用权利要求1-5任一项所述的分拣珍珠机器人,具体按照以下步骤实施:步骤1、利用相机采集掉落于灯箱上的珍珠的图像并传输给计算机;
步骤2、使用MATLAB图像处理软件对相机采集到的原始图像进行处理;
步骤3、运用改进的分水岭算法分割珍珠图像中接触的珍珠颗粒区域;
步骤4、再次使用MATLAB图像处理软件处理经步骤2分割后的珍珠图像,平滑处理珍珠轮廓区域并提取珍珠轮廓;
步骤5、通过构建珍珠形状参数模型,测量珍珠轮廓形状并定位;
步骤6、对机械臂进行手眼标定,确定坐标转换系数;
步骤7、将信号传输给机械臂控制器,机械臂控制器控制步进电机、角度传感器和气泵,根据珍珠不同形状级别,将珍珠分拣至分拣盒中。
7.根据权利要求6所述的一种视觉引导分拣珍珠机器人的分拣方法,其特征在于,所述步骤3具体包括以下步骤:步骤3.1、基于步骤2.1处理后的图像,计算珍珠图像的梯度图像;
步骤3.2、在步骤3.1获取的梯度图像基础上对珍珠图像进行前景标记和背景标记;
步骤3.3、运用分水岭算法分割在步骤3.2获取的标记后珍珠图像中的粘连区域。
8.根据权利要求6所述的一种视觉引导分拣珍珠机器人的分拣方法,其特征在于,所述步骤4具体包括以下步骤:步骤4.1、建立圆形结构元素,对步骤3获取的分割后的珍珠图像进行闭运算操作;
步骤4.2、使用连通域标记,将图像中的不同区域标记为不同的颜色;
步骤4.3、使用Canny算子边缘检测方法提取珍珠轮廓特征。
9.根据权利要求6所述的一种视觉引导分拣珍珠机器人的分拣方法,其特征在于,所述步骤5具体包括以下步骤:步骤5.1、构建珍珠形状参数模型,测量步骤4获取的珍珠轮廓形状参数;
步骤5.2、采用质心法计算珍珠质心位置。
10.根据权利要求6所述的一种视觉引导分拣珍珠机器人的分拣方法,其特征在于,所述步骤5.2采用质心法计算珍珠的质心位置,其表达式为:式中,(xc,yc)为质心位置,Iij为珍珠图像上每个像素点位置的灰度值。