一种双目的零件识别方法和装置及使用该装置的生产线制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种双目的零件识别方法和装置及使用该装置的生产线，通过预存零件信息，以及通过双目摄像头获取零件在同一位置的两张图像，根据图像上的识别点识别零件种类和实际在生产线中零件姿态，根据获取的零件姿态计算得出零件待加工位置的实际位置和姿态。以方便控制单元对机械手拾取零件的角度进行调整，在保证了生产质量的前提下，减轻了工人的劳动量，以及减少对生产线的投资。

A Binocular Parts Recognition Method and Device and Its Production Line

The invention provides a bi-objective part recognition method and device and a production line using the device. Two images of parts at the same position are obtained by pre-storing part information and binocular camera. The type of parts and the actual part attitude in the production line are identified according to the recognition points on the image, and the actual position of parts to be processed is calculated according to the acquired part attitude. Position and posture. In order to facilitate the control unit to adjust the angle of picking up parts by the manipulator, on the premise of guaranteeing the quality of production, it reduces the workload of workers and reduces the investment in the production line.

【技术实现步骤摘要】
一种双目的零件识别方法和装置及使用该装置的生产线
本专利技术属于视觉识别领域，尤其是涉及一种视觉抓取设备及其识别方法。
技术介绍
车体生产中，经常需要对一些钣金件进行螺母焊接，现在通常将钣金件放到传送带上，通过螺母输送机对钣金上的预定位置进行螺母的焊接，但是实际生产中为了使螺母安装准确，需要将钣金件按照形状分类，之后根据一定角度放置在传送设备上，到达指定工位后，由机械手将螺母焊接在预定位置，但是如此一来，加大了工人的劳动量，且在螺母焊接过程中由于钣金件的形状区别，往往需要多条生产线分别生产，加大了生产投资。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种视觉抓取设备及其识别方法，以识别同一生产线上的不同零件，以及零件姿态，保证零件安装的准确。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种双目的零件识别方法，包括S10对零件进行标记，将每个零件的标记点和待加工点预存到数据库中，并将两种点在三维坐标系中定位，得到标记点标准位置坐标和待加工点标准位置坐标；S20通过双目摄像头的第一感光元件和第二感光元件获取零件的第一图像和第二图像，识别并获取零件的三维轮廓信息和标记点的实际位置坐标；S30根据第一图像和第二图像中的标记点与数据库中的标记点对比匹配，判断零件种类；S40根据标记点的实际位置坐标和标准位置坐标，计算得出零件的偏移角度和零件的实际姿态。进一步的，所述识别到零件的偏移角度和实际姿态之后，还包括将该零件的待加工点位置坐标根据零件偏移角度和姿态进行调整，获得该零件待加工位置点的实际坐标。进一步的，在零件通过双目摄像头获取第一图像和第二图像之前，还包括用能感应零件到位的装置控制双目摄像头的启闭。进一步的，所述感应零件到位的装置为光栅。基于上述方法，提供一种装置，包括预处理模块，对零件进行标记，将每个零件的标记点和待加工点预存到数据库中，并将两种点在三维坐标系中定位，得到标记点标准位置坐标和待加工点标准位置坐标；图像获取模块，用于通过双目摄像头的第一感光元件和第二感光元件获取零件的第一图像和第二图像，识别并获取零件的三维轮廓信息和标记点的实际位置坐标；线段建立模块，用于根据第一图像和第二图像中的标记点与数据库中的标记点对比匹配，判断零件种类；姿态计算模块，用于根据标记点的实际位置坐标和标准位置坐标，计算得出零件的偏移角度和零件的实际姿态。进一步的，该装置还包括启动模块，用于控制图像获取模块开始工作。进一步的，该装置还包括待加工点位计算模块，在零件通过双目摄像头获取第一图像和第二图像之前，还包括用能感应零件到位的装置控制双目摄像头的启闭。一使用上述装置的生产线，包括双目识别装置和依次设置的第一传送带和第二传送带，所述两传送带(第一传送带和第二传送带)之间设有机械手和凸焊机，所述图像获取模块设于第一传送带上方。进一步的，该生产线还包括控制图像获取模块的光栅，所述光栅的光幕分设于第一传送带的两侧，且设于图像获取模块的前方。相对于现有技术，本专利技术所述的一种双目的零件识别方法和装置及使用该装置的生产线具有以下优势：采用标记点识别零件种类的方法，获取零件的种类和姿态信息，方便控制单元对机械手拾取零件的角度进行调整，在保证了生产质量的前提下，减轻了工人的劳动量，以及减少对生产线的投资。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为一种视觉识别方法的流程示意图；图2为基于视觉识别方法的生产线俯视示意图；图3为传送带、光栅、双目摄像头位置关系示意图。附图标记说明：1-第一传送带；2-第二传送带；3-双目摄像头；4-机械手；5-凸焊机；6-光栅。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。一种基于双目识别的方法，包括S10将各个不同零件的标记点和所述标记点组成的集合以及待加工点预存到数据库中，并利用三维坐标系对上述各个标记点进行标准点的位置坐标定位，并将同一零件的标记点连接线段并计算线段长度，组成该零件的线段数据集合。所述标记点为人为选定且在零件上进行特殊符号或颜色标记的点。S20通过双目摄像头的第一感光元件和第二感光元件获取零件的第一图像和第二图像，根据两图像得到待加工零件上标记点的实际位置坐标以及零件的三维轮廓信息；S30将标记点在坐标中连接为向量，根据向量长度公式计算每一段向量的长度，并与数据库中预存的各个零件的线段数据集合中线段的长度匹配，获得线段长度相等比例最大的预存零件信息，则判定该预存零件与该待加工零件为同一零件，且判定两长度相等的线段的两端点相互对应。对标记点的实际位置坐标，首先在第一图像和第二图像中获取标记点位置，之后通过计算方法：将两光感元件的中心分别作为两平面坐标系的原点，分别对零件的同一标记点P进行坐标定位得到P1(x1,y1)和P2(x2,y2),而两摄像头中心之间的距离d已知，两摄像头的焦距均为f,根据公式:解方程可得到P(xp、yp、zp),即为P点三维坐标,进一步得出每个标记点的实际位置坐标；S40根据所获得的实际位置坐标，选取同一标记点延伸出的两条线段，得到向量：和根据预存的零件标记点标准位置坐标，选取同一标记点延伸出的两条线段，得到向量：和经过公式计算得出：A、B、C所在平面的方程和该平面的法向量和D、E、F所在平面的方程和该平面的法向量其中D点为双目识别系统通过A点经过计算得到的零件实际标记点，E点为双目识别系统通过B点经过计算得到的零件实际标记点，F点为双目识别系统通过C点经过计算得到的零件实际标记点，根据两向量夹角公式，计算得出与夹角为α，将两即待加工零件实际偏移夹角；通过连接相对应的标记点的实际位置坐标和标准位置坐标得到每个标记点的偏移方向通过将ABC平面和DEF平面连理方程组，得出两平面在三维坐标中的交线L，选取交线上任一点PL(xL、yL、zL)与标记点的实际坐标连线并延伸至零件的轮廓处并得到轮廓上的点坐标P标(x标、y标、z标)，根据相似三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双目的零件识别方法，其特征在于：包括S10对零件进行标记，将每个零件的标记点和待加工点预存到数据库中，并将两种点在三维坐标系中定位，得到标记点标准位置坐标和待加工点标准位置坐标；S20通过双目摄像头的第一感光元件和第二感光元件获取零件的第一图像和第二图像，识别并获取零件的三维轮廓信息和标记点的实际位置坐标；S30根据第一图像和第二图像中的标记点与数据库中的标记点对比匹配，判断零件种类；S40根据标记点的实际位置坐标和标准位置坐标，计算得出零件的偏移角度和零件的实际姿态。

【技术特征摘要】
1.一种双目的零件识别方法，其特征在于：包括S10对零件进行标记，将每个零件的标记点和待加工点预存到数据库中，并将两种点在三维坐标系中定位，得到标记点标准位置坐标和待加工点标准位置坐标；S20通过双目摄像头的第一感光元件和第二感光元件获取零件的第一图像和第二图像，识别并获取零件的三维轮廓信息和标记点的实际位置坐标；S30根据第一图像和第二图像中的标记点与数据库中的标记点对比匹配，判断零件种类；S40根据标记点的实际位置坐标和标准位置坐标，计算得出零件的偏移角度和零件的实际姿态。2.根据权利要求1所述的一种双目的零件识别方法，其特征在于：所述识别到零件的偏移角度和实际姿态之后，还包括将该零件的待加工点位置坐标根据零件偏移角度和姿态进行调整，获得该零件待加工位置点的实际坐标。3.根据权利要求1所述的一种双目的零件识别方法，其特征在于：在通过双目摄像头获取第一图像和第二图像之前，还包括用能感应零件到位的装置控制双目摄像头的启闭。4.根据权利要求3所述的一种双目的零件识别方法，其特征在于：所述感应零件到位的装置为光栅。5.一种双目的零件识别装置，其特征在于：包括预处理模块，对零件进行标记，将每个零件的标记点和待加工点预存到数据库中，并将两种点在三维坐标系中定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛连凯，
申请(专利权)人：天津玛特检测设备有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12