双目视觉机械臂物流分拣系统

发布时间：2020-06-11 02:37

【摘要】：在人工智能时代,新标准和新技术正在快速发展。随着人口老龄化以及工业发展的需求,人们逐渐依靠机器来完成更多的任务。机器视觉就是在这种情况下诞生。同样在物流分拣领域,人工已经不能满足工业发展的要求,将机器视觉技术应用在物流分拣任务中是当下发展的大趋势。不同环境下的目标三维位姿解算是基于视觉物流分拣的核心问题。本文借助四轴高精度机械臂,将双目视觉技术融合到物流分拣领域中,达到分拣作业中对目标颜色分拣的目的。首先是双目相机标定与图像预处理。包括对双目相机进行内外参数的求解,建立左相机与机械臂之间关系,以及提取特征点。实验中将不同颜色的工件作为待检测目标。通过一系列的预处理如颜色空间转换、阈值分割、边界提取以及直线拟合等将目标工件提取出来。具体是利用颜色识别粗略定位出工件在图像中的区域范围,将这一区域范围作为感兴趣区域进行掩膜处理,之后针对感兴趣区域,提取出工件轮廓,并确定目标工件的中心位置。然后对特征点进行匹配与目标三维坐标计算。包括对左右两幅图像中的点特征进行匹配,通过实验数据验证匹配点的准确性。并利用平行光轴测距原理对匹配点进行三维坐标恢复,在此基础上推导非平行光轴的三维解算方程,优化三维坐标点精确度。通过坐标转换,将其转换到机械臂坐标系下并引导机械臂实施分拣工作。最后搭建双目视觉机械臂物流分拣系统并进行分拣实验。根据分拣要求选择机械臂和双目相机,设计基于Python的分拣系统,通过实验验证分拣系统的可行性,并分析系统误差。
【图文】：

视觉系统

都研发了各自的“拣选”单元［２＋２６］。逡逑瑞士邋ＡＢＢ公司研发的３Ｄ集成视觉单元，该视觉单元直观且易操作，能够自动选择逡逑特征并拟出参数，使配置时间最小化［２７］。实物如图１．１，，使用该视觉引导机器人系统可逡逑以增加吞吐量和降低生产成本，并且能准确识别、定位工件，合理规划路径、避免碰撞，逡逑使机器人操作柔性化，即便是复杂环境下也能高效地完成工作。逡逑ｌｐ逡逑图１．１邋３Ｄ集成视觉系统逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋３Ｄ邋Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ邋Ｖｉｓｉｏｎ邋Ｓｙｓｔｅｍ逡逑如图１．２，邦纳公司生产ＰｒｅｓｅｎｃｅＰＬＵＳ系列的检测单元。该系统可以检测药瓶中药逡逑液高度是否达标和瓶装药品的贴标及喷码检测，该视觉传感器操作简单，高效准确［２８］。逡逑美国ＥＳＭ公司及Ｓｏｒｔｅｘ公司就研制了一种光电分选机，主要用于农副产品分选、金属逡逑分选、矿石分选等领域［２９］。逡逑图１．２药品检测系统逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｄｒｕｇ邋Ｔｅｓｔｉｎｇ邋Ｓｙｓｔｅｍ逡逑２逡逑

分选,公司,视觉,单元

都研发了各自的“拣选”单元［２＋２６］。逡逑瑞士邋ＡＢＢ公司研发的３Ｄ集成视觉单元，该视觉单元直观且易操作，能够自动选择逡逑特征并拟出参数，使配置时间最小化［２７］。实物如图１．１，使用该视觉引导机器人系统可逡逑以增加吞吐量和降低生产成本，并且能准确识别、定位工件，合理规划路径、避免碰撞，逡逑使机器人操作柔性化，即便是复杂环境下也能高效地完成工作。逡逑ｌｐ逡逑图１．１邋３Ｄ集成视觉系统逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋３Ｄ邋Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ邋Ｖｉｓｉｏｎ邋Ｓｙｓｔｅｍ逡逑如图１．２，邦纳公司生产ＰｒｅｓｅｎｃｅＰＬＵＳ系列的检测单元。该系统可以检测药瓶中药逡逑液高度是否达标和瓶装药品的贴标及喷码检测，该视觉传感器操作简单，高效准确［２８］。逡逑美国ＥＳＭ公司及Ｓｏｒｔｅｘ公司就研制了一种光电分选机，主要用于农副产品分选、金属逡逑分选、矿石分选等领域［２９］。逡逑图１．２药品检测系统逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｄｒｕｇ邋Ｔｅｓｔｉｎｇ邋Ｓｙｓｔｅｍ逡逑２逡逑
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP391.41;TP241

【参考文献】