视觉引导系统和视觉引导方法技术方案

本发明专利技术提供一种视觉引导系统和一种视觉引导方法。在一个实施例中，一种视觉引导系统用于引导机器人向停靠在该机器人附近的停靠区域中的AGV小车取、放物料，该视觉引导系统包括视觉单元和可编程逻辑控制器PLC。该视觉单元用于捕捉和处理停靠区域的图像以生成图像处理结果。PLC与视觉单元通信地耦合。该PLC用于：从视觉单元接收图像处理结果；以及响应于指示AGV小车的实际停靠位置相对于标准停靠位置的位置偏差大于位置偏差阈值的图像处理结果，指示机器人在向AGV小车取、放物料之前基于位置偏差调整取、放物料的位置，其中，该标准停靠位置是AGV小车在无定位偏差时所处的停靠位置。

Visual guidance system and visual guidance method

The invention provides a visual guidance system and a visual guidance method. In one embodiment, a visual guidance system is used to guide the robot to take and put material into a AGV car that is docked in a parking area near the robot. The visual guidance system includes a visual unit and a programmable logic controller PLC. The vision unit is used to capture and process images in the parking area to generate image processing results. PLC is coupled to the visual unit. The PLC is used to receive image processing results from the visual unit, and to indicate that the position deviation of the actual stop position of the AGV car relative to the standard stop position is greater than the position deviation threshold value, indicating that the robot adjusts and places the material position based on the position deviation before taking and placing the material into the AGV trolley. The location of the standard is the stopping position of the AGV car when there is no location deviation.

【技术实现步骤摘要】
视觉引导系统和视觉引导方法
本专利技术总体上涉及制造领域，更具体地涉及智能制造领域。
技术介绍
随着智能制造的发展，对控制精度提出了越来越高的要求。图1中示出一种典型的智能制造场景，其中，通过自动引导小车(AutomaticGuidedVehicle，AGV小车)150往、返于多个操作台传输物料。AGV小车能够自动定位到设于操作台的机器人110附近的指定位置，随后，由机器人110从AGV小车150抓取物料或向AGV小车150放置物料。AGV小车150的自动定位已经能够达到一定的精度(例如，定位偏差可以控制在厘米级)。然而，实际使用中，AGV小车150仍存在定位偏差大于其固有的最大允许定位偏差的情况。此外，在一些高精度制造场景中，AGV小车150固有的定位精度仍不够高，从而限制了其应用于更高精度的智能制造。因此，本领域中需要一种能够监控AGV小车的定位精度并进一步弥补AGV小车固有的定位精度不足问题的技术。
技术实现思路
为了提供一种能够监控AGV小车的定位精度并进一步弥补AGV小车固有的定位精度不足的机制，提供本专利技术。根据本专利技术的一个方面，提供一种视觉引导系统。一种视觉引导系统，用于引导机器人向停靠在所述机器人附近的停靠区域中的AGV小车取、放物料，所述视觉引导系统包括：视觉单元，用于捕捉和处理所述停靠区域的图像以生成图像处理结果；以及可编程逻辑控制器PLC，与所述视觉单元通信地耦合，所述PLC用于：从所述视觉单元接收所述图像处理结果；以及响应于指示所述AGV小车的实际停靠位置相对于标准停靠位置的位置偏差大于位置偏差阈值的图像处理结果，指示所述机器人在向所述AGV小车取、放物料之前基于所述位置偏差调整取、放物料的位置，其中，所述标准停靠位置是所述AGV小车在无定位偏差时所处的停靠位置。上述视觉引导系统中，所述PLC还用于：响应于指示所述AGV小车的实际停靠位置相对于所述标准停靠位置的位置偏差小于或等于位置偏差阈值的图像处理结果，指示所述机器人向所述AGV小车取、放物料。上述任一视觉引导系统中，所述视觉单元用于捕捉和处理所述停靠区域的图像以生成图像处理结果包括：所述视觉单元用于将所述图像与参考图像进行比较以得到所述位置偏差，其中，所述参考图像存储于所述视觉单元中。上述任一视觉引导系统中，，所述视觉单元用于将所述图像与参考图像进行比较以得到所述位置偏差包括：所述视觉单元用于将所述图像中显示的AGV小车图像的位置与所述参考图像中显示的AGV小车图像的位置进行比较以得到所述位置偏差，其中，在所述参考图像中显示的AGV小车图像处于所述标准停靠位置。上述任一视觉引导系统中，所述位置偏差阈值小于或等于所述AGV小车固有的最大允许定位偏差。上述任一视觉引导系统中，所述位置偏差包括平面坐标系中的至少两个维度上的偏差量。上述任一视觉引导系统中，所述位置偏差包括平面直角坐标系中的x轴偏差量、y轴偏差量以及角度偏差量。上述任一视觉引导系统中，所述PLC还用于以下操作中的一项或多项：响应于所述图像处理结果指示所述AGV小车不在所述停靠区域内，触发以第一方式进行的报错指示；响应于接收到指示所述机器人从所述AGV小车抓取物料的指令，但所述图像处理结果指示所述AGV小车上不存在物品，触发以第二方式进行的报错指示；响应于接收到指示所述机器人向所述AGV小车放置物料的指令，但所述图像处理结果指示所述AGV小车上用于放置物品的区域已被占据，触发以第三方式进行的报错指示。根据本专利技术的另一方面，提供一种视觉引导方法。一种视觉引导方法，包括：捕捉和处理在机器人附近由AGV小车停靠的停靠区域的图像以生成图像处理结果；以及响应于指示所述AGV小车的实际停靠位置相对于标准停靠位置的位置偏差大于位置偏差阈值的图像处理结果，指示所述机器人在向所述AGV小车取、放物料之前先基于所述位置偏差调整所述机器人取、放物料的位置，其中，所述标准停靠位置是所述AGV小车在无定位偏差时所述的停靠位置。上述视觉引导方法中，还包括：响应于指示所述AGV小车的实际停靠位置相对于所述标准停靠位置的位置偏差小于或等于位置偏差阈值的图像处理结果，指示所述机器人向所述AGV小车取、放物料。上述任一视觉引导方法中，捕捉和处理所述停靠区域的图像以生成图像处理结果包括：将所述图像与参考图像进行比较以得到所述位置偏差。上述任一视觉引导方法中，将所述图像与参考图像进行比较以得到所述位置偏差包括：将所述图像中显示的AGV小车图像的位置与所述参考图像中显示的AGV小车图像的位置进行比较以得到所述位置偏差，其中，在所述参考图像中显示的AGV小车图像处于所述标准停靠位置。本专利技术通过视觉引导技术调整机器人的位置以监控并补偿AGV小车固有的定位精度，从而能够保证并改善AGV小车的固有定位精度。附图说明图1示出一种典型的智能制造场景。图2示出根据本专利技术的一个实施例的视觉引导系统的框图。图3A描述当AGV小车停靠在停靠区域中时，由根据本专利技术的一个实施例的视觉单元的图像捕捉单元捕捉到的示例性停靠区域图像。图3B示出示例性参考图像。图4A-4C示例性地示出AGV小车的实际停靠位置相对于标准停靠位置发生偏差的情况。图5示出根据本专利技术的一个实施例的视觉引导方法的流程图。具体实施方式以下结合附图描述本专利技术的各实施例。应当理解，各实施例是说明性而非限制性的。根据本专利技术的一个方面，提供一种视觉引导系统。图2示出根据本专利技术的一个实施例的视觉引导系统200的框图。视觉引导系统200可包括视觉单元210和可编程逻辑控制器PLC220。PLC220与视觉单元210通信地耦合。PLC220还与视觉引导系统要引导的机器人230通信地耦合。在一个实施例中，机器人230也可以是视觉引导系统的一部分。视觉单元210可包括图像捕捉单元211和图像处理单元212。图像捕捉单元211用于捕捉图像，其可以例如是一个或多个相机。图像处理单元212可对捕捉到的图像进行处理，以得到所需的结果。应当注意的是，说明书中将视觉单元210划分为图像捕捉单元211和图像处理单元212的这种划分可以是逻辑上的划分。在一个实施例中，视觉单元210可以是一体式的能够捕捉并处理图像的一体式单元。对于一种示例性智能制造场景，机器人230从AGV小车抓取物料或向AGV小车放置物料(例如，参见图1)。机器人230一般可设于操作台的台面。如上述“
技术介绍
”部分所讨论，AGV小车能够自动定位以到达机器人230所在的操作台。具体地，对于自动定位到操作台附近的停靠区域的AGV小车，机器人230能够从该AGV小车抓取物料或向该AGV小车放置物料。在本专利技术中，通过视觉引导技术来监控AGV小车的定位精度，并弥补AGV小车固有的定位精度不足问题。在一个实施例中，当AGV小车基于自动定位而停靠在机器人230附近的停靠区域时，视觉单元210的图像捕捉单元211可捕捉该停靠区域的图像。在一个实施例中，图像捕捉单元211可设置为以俯视视角捕捉停靠区域的图像。在另一实施例中，取决于具体的需要，图像捕捉单元211也可设置为总体上以俯视视角捕捉停靠区域的图像，但感测面有所倾斜(即，并非严格地正对水平面)。图像捕捉单元211可将捕捉到的停靠区域的图像传送给图像处理单元212。图像处理单元212可对接收到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种视觉引导系统，用于引导机器人向停靠在所述机器人附近的停靠区域中的AGV小车取、放物料，所述视觉引导系统包括：视觉单元，用于捕捉和处理所述停靠区域的图像以生成图像处理结果；以及可编程逻辑控制器PLC，与所述视觉单元通信地耦合，所述PLC用于：从所述视觉单元接收所述图像处理结果；以及响应于指示所述AGV小车的实际停靠位置相对于标准停靠位置的位置偏差大于位置偏差阈值的图像处理结果，指示所述机器人在向所述AGV小车取、放物料之前基于所述位置偏差调整取、放物料的位置，其中，所述标准停靠位置是所述AGV小车在无定位偏差时所处的停靠位置。

【技术特征摘要】
1.一种视觉引导系统，用于引导机器人向停靠在所述机器人附近的停靠区域中的AGV小车取、放物料，所述视觉引导系统包括：视觉单元，用于捕捉和处理所述停靠区域的图像以生成图像处理结果；以及可编程逻辑控制器PLC，与所述视觉单元通信地耦合，所述PLC用于：从所述视觉单元接收所述图像处理结果；以及响应于指示所述AGV小车的实际停靠位置相对于标准停靠位置的位置偏差大于位置偏差阈值的图像处理结果，指示所述机器人在向所述AGV小车取、放物料之前基于所述位置偏差调整取、放物料的位置，其中，所述标准停靠位置是所述AGV小车在无定位偏差时所处的停靠位置。2.如权利要求1所述的视觉引导系统，其特征在于，所述PLC还用于：响应于指示所述AGV小车的实际停靠位置相对于所述标准停靠位置的位置偏差小于或等于位置偏差阈值的图像处理结果，指示所述机器人向所述AGV小车取、放物料。3.如权利要求1或2所述的视觉引导系统，其特征在于，所述视觉单元用于捕捉和处理所述停靠区域的图像以生成图像处理结果包括：所述视觉单元用于将所述图像与参考图像进行比较以得到所述位置偏差，其中，所述参考图像存储于所述视觉单元中。4.如权利要求3所述的视觉引导系统，其特征在于，所述视觉单元用于将所述图像与参考图像进行比较以得到所述位置偏差包括：所述视觉单元用于将所述图像中显示的AGV小车图像的位置与所述参考图像中显示的AGV小车图像的位置进行比较以得到所述位置偏差，其中，在所述参考图像中显示的AGV小车图像处于所述标准停靠位置。5.如权利要求1或2所述的视觉引导系统，其特征在于，所述位置偏差阈值小于或等于所述AGV小车固有的最大允许定位偏差。6.如权利要求1或2所述的视觉引导系统，其特征在于，所述位置偏差包括平面坐标系中的至少两个维度上的偏差量。7.如权利要求5所述的视觉引导系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭广兴，倪建军，韩永远，潘宏祥，
申请(专利权)人：菲尼克斯南京智能制造技术工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32