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专利号: 2020112761348
申请人: 山东海德智能科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 输送;包装;贮存;搬运薄的或细丝状材料
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于双目视觉的机器人全自动无序上料系统,其特征在于,包括:上料装置,其至少包括一上料传送带,其用以传送待排序物料;

下料装置,其包括一下料传送带,其设置在所述上料装置的尾端,其用以传送已排序物料;

摄影装置,其包括双目摄影机以及下料监控摄影机,所述双目摄影机设置在所述上料装置的上方,用以拍摄所述上料装置上的物料,并将拍摄的图像信息发送至中控系统,所述下料监控摄影机设置在所述下料传送带上方,以检测所述下料传送带上物料的数目;

活动机械手,其设置在所述上料装置的尾端,其用以抓取所述上料传送带上的物料,并将物料摆放至所述下料传送带上;

缺陷物料收集箱,其设置在所述活动机械手的一侧,用以收纳存在缺陷的物料;

中控系统,其与所述上料装置、下料装置、摄影装置和活动机械手电性连接并实时完成数据交换,以实时控制所述上料装置、下料装置、摄影装置和活动机械手;所述中控系统包括:

触摸显示屏,其用以操控上料系统;

图像处理模块,其用以接收所述双目摄影机发出的图像信息,并根据所述图像信息判定所述上料传动带上的物料的摆放信息,所述图像处理模块确定所述摆放信息时包括物料朝向面信息和物料实时三维坐标信息,同时,生成第i物料信息矩阵Pi(Pi1,Pi2,Pi3),i=1,

2...Q,其中:Pi1表示第i物料表面朝向信息,Pi2表示第i物料实时坐标信息,Pi3表示物料缺陷信息,其初始值等于0,当物料存在缺陷时,Pi3等于1;

所述图像处理模块使用前需采集预设物料信息,其过程包括:S1,通过所述显示屏操作进入物料信息采集模式,选取一标准物料,将所述标准物料放置在所述摄影装置下;

S2,调整物料的朝向,使所述摄影装置采集到物料的空间六面的特征信息,以使所述图像处理模块能通过物料的图像信息识别出物料的表面朝向,形成标准物料信息矩阵B(B1,B2,B3,B4,B5,B6),其中:B1表示标准物料底面特征信息,B2表示标准物料顶面特征信息,B3表示标准物料前面特征信息,B4表示标准物料后面特征信息,B5表示标准物料左面特征信息,B6表示标准物料右面特征信息;

S3,选择物料的一个面作为预设摆放面,通过所述显示屏操作退出物料信息采集模式;

缺陷检测模块,其用以接收所述双目摄影机发出的图像信息,并根据所述图像信息建立物料的实际三维坐标,将所述物料的实际三维坐标与预设标准三维坐标对比判定物料是否存在明显缺陷,若物料存在缺陷,则标记缺陷物料并将缺陷信息在所述第i物料信息矩阵Pi(Pi1,Pi2,Pi3)内更新;

控制模块,其用以接收图像处理模块和缺陷检测模块发出的信息,同时,根据设定的物料摆放方向以及第i物料信息矩阵Pi(Pi1,Pi2,Pi3)内的信息,控制所述活动机械手将缺陷物料抓取移动至所述缺陷物料收集箱内,控制所述活动机械手将待排序的物料抓取并调整物料朝向面后有序摆放至所述下料传送带上,同时,所述控制模块根据所述上料传送带上物料的杂乱程度实时调节传送带运行速度以及机械手的抓取速度。

2.根据权利要求1所述基于双目视觉的机器人全自动无序上料系统,其特征在于,所述图像处理模块获取所述双目摄影机拍摄的图像信息后,提取所述图像信息内物料的各个表面的特征信息,同时,所述图像处理模块从所述标准物料信息矩阵B(B1,B2,B3,B4,B5,B6)内选取一个表面特征信息作为预设特征,将待排序物料的各个表面的特性信息与所述预设特征做匹配,并将与所述预设特征相匹配的表面作为预选择面,并将所述预选择面的朝向记录进第i物料表面朝向信息Pi1,当检测待排序物料表面时,优先检测待排序物料顶面,当待排序物料顶面特征信息与所述预设特征相匹配时,停止后续检测,确定当前待排序物料顶面为预设面,若待排序物料顶面特征信息与预先选择的物料摆放朝向顶面的表面特征信息不匹配时,再继续对待检测物料的其他表面进行检测,以确定当前待排序物料具备所述预设特征的表面的朝向,并将检测后的物料的表面朝向信息记录进所述第i物料信息矩阵Pi(Pi1,Pi2,Pi3)内。

3.根据权利要求2所述基于双目视觉的机器人全自动无序上料系统,其特征在于,根据所述预设特征控制所述活动机械手的运转方式,使得经所述活动机械手放置在所述下料传送带上的物料顶面为所述预设面。

4.根据权利要求1所述基于双目视觉的机器人全自动无序上料系统,其特征在于,所述缺陷检测模块内预先设置有物料标准外形轮廓坐标集合f0(x,y,z),所述缺陷检测模块根据所述图像信息建立物料实际外形轮廓三维坐标集合f(x,y,z),将所述实际外形轮廓三维坐标集合f(x,y,z)与所述物料标准外形轮廓坐标集合f0(x,y,z)进行差值比较,确定存在差异的区域,并记录所述区域形成第i区域差异坐标集合Ci(x,y,z)i=1,2...Q,若所述第i区域差异坐标集合Ci(x,y,z)表示的空间范围超过了预设缺陷对比阈值则判定待排序物件有缺陷。

5.根据权利要求4所述基于双目视觉的机器人全自动无序上料系统,其特征在于,所述预设缺陷对比阈值可预先设置,以调节所述缺陷检测模块的精度。

6.根据权利要求1所述基于双目视觉的机器人全自动无序上料系统,其特征在于,在所述上料传送带尾端设有承接盘,当机械手未在指定的抓取区域内将物料抓取至所述下料传送带时,上料传送带将该物料输送至上料传送带尾端并将物料输出至所述承接盘内。