一种基于视觉定位的工业机器人工件抓取实现方法技术

本发明专利技术涉及一种基于视觉定位的工业机器人工件抓取实现方法，包括以下步骤：通过固定的全局CCD摄像头，进行工件图像采集，并通过以太网接口，将工件图像信息传入机器人控制系统中；机器人控制系统对工件图像进行处理，获得工件位置矢量信息；机器人根据工件位置矢量信息，进行笛卡尔与关节坐标变换，实现末端手爪对工件进行定位夹取。本发明专利技术提供了一种工件位置信息计算方法，在对工件图像进行轮廓检测时，对已检测得到的所有图像进行轮廓区域筛选，删除孤立的、小段连续的边缘，剔除非目标轮廓，提高目标轮廓辨识精度；同时，在计算工件位置信息时，对工件长边进行判断，控制机器人抓取工件长边，避免机器人夹取短边可能导致的无法抓取，提高抓取效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉定位的工业机器人工件抓取实现方法
本专利技术涉及工业机器人工件抓取方法，具体涉及一种基于视觉定位的工业机器人工件抓取实现方法。
技术介绍
工业机器人对工件的定位和抓取，决定了工业机器人的应用效率和可靠性，目前主要有在线示教、离线编程和基于视觉技术等三种方法。应用在线示教和离线编程方法进行工件定位，需要设计、制造、安装高精度的工件定位装置，尤其对于轮廓复杂的工件定位，定位装置设计复杂，既降低了定位抓取效率，又增加了应用成本。同时，当工件品种型号变化时，需要重新设计制造定位装置，限制了生产转型周期。基于视觉技术对工件在线识别与定位，利用视觉检测和图像处理的方法，不需要安装高精度的工件定位装置，即可快速、准确地获得工件位置信息，实现机器人对工件的定位和抓取，具有很好的实际应用价值。图像处理是基于视觉识别与定位的关键环节，主要包括图像预处理、轮廓检测、获取位置矢量等步骤。现有的轮廓检测方法，常会得到孤立的、小段连续的非目标轮廓，干扰工件轮廓的正确检测，降低了检测效率和正确性；同时，采用传统的主轴法获取的工件位置矢量，由于没有考虑工件夹持方向，给机器人夹持带来不便甚至不能夹持。在实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于视觉定位的工业机器人工件抓取实现方法，其特征在于，包括以下步骤：通过固定的全局CCD摄像头，进行工件图像采集，并通过以太网接口，将工件图像信息传入机器人控制系统中；机器人控制系统对工件图像进行处理，获得工件位置矢量信息；机器人根据工件位置矢量信息，进行笛卡尔与关节坐标变换，实现末端手爪对工件进行定位夹取。

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉定位的工业机器人工件抓取实现方法，其特征在于，包括以下步骤：通过固定的全局CCD摄像头，进行工件图像采集，并通过以太网接口，将工件图像信息传入机器人控制系统中；机器人控制系统对工件图像进行处理，获得工件位置矢量信息；机器人根据工件位置矢量信息，进行笛卡尔与关节坐标变换，实现末端手爪对工件进行定位夹取。2.根据权利要求1所述的一种基于视觉定位的工业机器人工件抓取实现方法，其特征在于，所述机器人控制系统对工件图像进行处理，获得工件位置矢量信息，包括以下步骤：对工件图像进行预处理；基于Canny算子对工件图像进行轮廓检测；根据得到的工件连续轮廓，计算工件最小外接矩形，确定工件质心；根据工件质心和主轴，对工件长边进行判断，并计算长边与水平轴的夹角；所述工件质心和夹角构成工件位置矢量信息(X,Y,γ)。3.根据权利要求2所述的一种基于视觉定位的工业机器人工件抓取实现方法，其特征在于，所述对工件图像进行预处理，包括以下步骤：采用加权平均值法对工件彩色图像进行灰度处理；采用双边滤波方法对灰度值进行图像滤波；将图像灰度进行二值化处理。4.根据权利要求3所述的一种基于视觉定位的工业机器人工件抓取实现方法，其特征在于，所述加权平均值法，具体为：通过下式将RGB赋予不同的权值，Gary＝WR×R+WG×G+WB×B其中，Gary为灰度化后的灰度值，WR为红色通道的权值，R代表红色，WG为绿色通道的权值，G代表绿色，WB为蓝色通道的权值，B代表蓝色。5.根据权利要求3所述的一种基于视觉定位的工业机器人工件抓取实现方法，其特征在于，所述双边滤波通过下式进行滤波：hx(x)＝k-1∫∫f(ξ)c(ξ-x)s(f(ξ)-f(x))dξ其中，hx(x)为滤波后像素点的灰度值，f(ξ)为灰度值函数，c(ξ-x)为中心点与其邻域内点的空间相似度，s(f(ξ)-f(x))为中心点与其邻域内点的灰度相似度，ξ为中心点，k为归一化系数，其表达式如下，k(x)＝∫∫c(ξ-x)s(f(ξ)-f(x))dξ其中，k(x)是k的表达式。6.根据权利要求2所述的一种基于视觉定位的工业机器人工件抓取实现方法，其特征在于，所述基于Canny算子对工件图像进行轮廓检测，包括以下步骤：通过高斯滤波器平滑图像，并对图像进行微分操作，计算得到图像梯度的方向和幅度；在图像梯度方向上搜索图像中可能的边缘点，并剔除噪声边缘点；再对检测得到的所有图像轮廓进行过滤，剔除非目标轮廓；通过计算图像中检测得到的边缘轮廓的面积和周长，筛选轮廓区域，删除孤立的、相对较小的连续的边缘，得到连续的工件轮廓。7.根据权利要求6所述的一种基于视觉定位的工业机器人工件抓取实现方法，其特征在于，所述通过高斯滤波器平滑图像，并对图像进行微分操作，具体为：其中，G(x,y)为二维高斯函数，σ为高斯函数的标准偏差，决定了高斯函数的宽度，(x，y)为像素的坐标点；某一方向n上，G(x，y)的一阶方向导数为：其中，n是方向矢量，▽G是梯度矢量，图像f(x,y)与Gn作卷积，同时改变n的方向，取...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙一兰，朱良，王品，王诗宇，郑飂默，
申请(专利权)人：沈阳高精数控智能技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21