一种线材的挂牌系统及方法技术方案

本申请公开一种线材的挂牌系统及方法，涉及视觉检测技术领域，在待挂牌样品打包完成后，控制机器人带动视觉定位装置移动至待挂牌样品的中空区域内，接收测距传感器检测的相机与待挂牌样品内壁的间距；当间距为预设距离时，启动环形光源和相机，接收相机拍摄的第一样品图像；根据第一样品图像确定打包类型和基点；控制环形光源关闭，启动结构光源，接收相机拍摄的第二样品图像；根据第二样品图像和基点，计算最佳悬挂点和按优先级排序的若干候选悬挂点；将夹爪夹持的标牌悬挂至最佳悬挂点的三维坐标处；对挂牌状态进行复检，如果复检结果为挂牌失败，按照优先级在候选悬挂点的三维坐标处进行挂牌直至挂牌成功，复检结束。本申请提高了挂牌效率。

【技术实现步骤摘要】
一种线材的挂牌系统及方法
本申请涉及视觉检测
，尤其涉及一种线材的挂牌系统及方法。
技术介绍
在钢铁行业，目前现场生产的钢筋线材绕成盘卷后，经悬挂流水线先流转至打包工位，由由多股钢线或钢带自动打包捆绑，之后再流转至称重工位，称重结束后在人工操作台内由打印机打印金属标牌，在等待下一卷成品盘卷称重时，由人工对当前盘卷操作挂牌。挂牌时人工拿取标牌和挂钩，先将标牌挂至挂钩上，再将挂钩悬挂于线材盘卷内圈距两端约300mm的不同的打包钢线或钢带上，从而完成挂牌。目前人工挂牌是从操作室窗口拿取标牌和挂钩，再走至称重下一站，站立于线材盘卷的一端，由人工徒手伸进线材盘卷内部进行悬挂标牌。由于流水线一直处于运行中，危险系数较大，并且线材盘卷生产量较大时，人工来回频繁跑动并悬挂标牌，长时间作业，劳动强度较大，存在作业疲劳，人工挂标牌存在不可控性，悬挂位置（上方或下方）和悬挂距离的远近等都存在不一致性，且人工长时间作业，容易产生挂错标牌和漏挂标牌问题。
技术实现思路
为解决上述
技术介绍
中所述的问题，本申请提供一种线材的挂牌系统及方法。第一方面，本申请提供一种线材的挂牌系统，包括：机器人和与所述机器人连接的视觉定位装置和夹爪，所述视觉定位装置包括环形光源、结构光源、相机和测距传感器；以及，控制系统，被配置为执行如下程序步骤：在待挂牌样品打包完成以后，控制机器人带动视觉定位装置移动至所述待挂牌样品的中空区域内，并接收所述测距传感器检测的相机与待挂牌样品内壁的间距；当所述间距为预设距离时，启动环形光源和相机，接收所述相机拍摄的第一样品图像；根据所述第一样品图像确定打包类型和图像坐标系uov中的基点（u0，v0）；控制环形光源关闭，启动结构光源，接收所述相机拍摄的第二样品图像；根据所述第二样品图像和所述基点（u0，v0），计算图像坐标系uov中的最佳悬挂点和按优先级排序的若干候选悬挂点；控制机器人移动，将所述夹爪夹持的标牌悬挂至所述最佳悬挂点对应于世界坐标系XYZ的三维坐标处；对挂牌状态进行复检，如果复检结果为挂牌失败，按照所述优先级在所述候选悬挂点的三维坐标处进行挂牌直至挂牌成功，则复检过程结束。在一些实施例中，所述控制系统被进一步配置为按如下步骤计算确定打包类型和图像坐标系中的基点（u0，v0）：在所述第一样品图像中划定第一感兴趣区域；将所述第一感兴趣区域与预先获取的打包模板进行匹配，确定打包类型；所述打包类型包括打包线和打包带；获取所述第一感兴趣区域与所述打包类型对应的打包模板匹配得到的目标区域；将所述目标区域的中心点作为所述基点（u0，v0）。在一些实施例中，所述控制系统被进一步配置为按如下步骤计算图像坐标系uov中的最佳悬挂点和候选悬挂点在第二样品图像中划定第二感兴趣区域；所述第二感兴趣区域与所述第一感兴趣区域的位置对应并且区域大小相同，所述第二感兴趣区域与所述第一感兴趣区域共享基点（u0，v0）；在第二感兴趣区域中，在基点（u0，v0）沿v轴正向或负向任一侧选定目标结构光条纹；对所述目标结构光条纹中各段子条纹的中心点按照v坐标值递增排序，获取排序结果中的前M个中心点并保持排序不变组成凹点集合P（uaj，vaj）；M为凹点集合中包括的像素点的预设数量，j为凹点集合中各像素点的序位号，1≤j≤M；a为用于标识凹点集合中各像素点为凹点的符号；将坐标（ua1，v0）作为图像坐标系uov中的最佳悬挂点，将坐标（uak，v0）作为图像坐标系uov中的候选悬挂点；其中，2≤k≤M，k为候选悬挂点的序位号。在一些实施例中，所述控制系统被进一步配置为按照如下步骤选定目标结构光条纹：遍历第二感兴趣区域中的各个像素点，根据筛选出的白色像素点，得到包括基点（u0，v0）的打包区域，以及在所述打包区域沿v轴正向和负向两侧构建若干分区；或者，以基点（u0，v0）为基准，通过阈值步长将所述第二感兴趣区域划分为若干分区；根据挂牌位置相对于打包位置的方向，以及各分区内结构光条纹的完整程度，选取目标分区，并将所述目标分区内包括的结构光条纹选定为所述目标结构光条纹。在一些实施例中，所述控制系统还被配置为执行：根据所述目标结构光条纹中各段子条纹的中心点的排序结果，将v坐标值最大的中心点作为最凸点（ut，vt）；t为用于标识像素点为最凸点的符号；根据图像坐标系uov与世界坐标系XYZ的映射关系，计算悬挂点集合中各悬挂点（uaj，v0）在世界坐标系XYZ的坐标值（Xaj，Y0）；所述悬挂点集合包括最佳悬挂点（ua1，v0）和候选悬挂点（uak，v0）；根据最凸点（ut，vt）以及相机、结构光源、测距传感器和待挂牌样品的相对位置参数，利用三角测距法计算悬挂点集合中各悬挂点的Z坐标，从而得到悬挂点集合中各悬挂点的三维坐标（Xaj，Y0，Z）。在一些实施例中，所述控制系统还被配置为按照如下步骤对挂牌状态进行复检：控制机器人移动，使视觉定位装置返回至第一样品图像对应的拍摄位置；控制结构光源关闭，启动环形光源，接收所述相机拍摄的第三样品图像；对所述第三样品图像进行预处理后，计算所述第三样品图像的轮廓面积；如果所述第三样品图像的轮廓面积大于阈值，则判定复检结果为挂牌成功；反之，则判定复检结果为挂牌失败；其中，所述第三样品图像中除标牌之外其他轮廓的总面积小于所述阈值。在一些实施例中，所述系统还包括语音装置，所述控制系统还被配置为执行：在复检过程中，控制所述语音装置播报与所述挂牌状态对应的提示信息，所述挂牌状态包括挂牌成功和挂牌失败。在一些实施例中，所述系统还包括制钩机和打印机，所述控制系统还被配置为执行：在控制机器人带动视觉定位装置移动至所述待挂牌样品的中空区域内之前，控制所述制钩机制作挂钩，以及控制所述打印机打印标牌；所述挂钩用于将所述标牌悬挂于所述最佳悬挂点的三维坐标处；响应于接收到所述制钩机发送的制作成功指令，控制所述夹爪从所述制钩机上夹取挂钩；控制机器人带动夹爪移动，使所述挂钩穿过所述标牌上预置的穿孔，则完成穿牌动作。在一些实施例中，当需要对待挂牌样品进行双侧挂牌时，所述控制系统还进一步配置为执行：当一侧挂牌成功后，控制所述机器人旋转180°，以使所述相机朝向另一侧；对另一侧执行悬挂标牌以及复检流程；当另一侧挂牌成功后，控制环形光源关闭，并控制所述机器人回到初始位置。第二方面，本申请提供一种线材的挂牌方法，用于线材的挂牌系统，所述线材的挂牌系统包括机器人和与所述机器人连接的视觉定位装置和夹爪，所述视觉定位装置包括环形光源、结构光源、相机和测距传感器，所述方法包括：在待挂牌样品打包完成以后，控制机器人带动视觉定位装置移动至所述待挂牌样品的中空区域内，并接收测距传感器检测的相机与待挂牌样品内壁的间距；当所述间距为预设距离时，启动环形光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线材的挂牌系统，其特征在于，包括：/n机器人和与所述机器人连接的视觉定位装置和夹爪，所述视觉定位装置包括环形光源、结构光源、相机和测距传感器；以及，控制系统，被配置为执行如下程序步骤：/n在待挂牌样品打包完成以后，控制机器人带动视觉定位装置移动至所述待挂牌样品的中空区域内，并接收所述测距传感器检测的相机与待挂牌样品内壁的间距；/n当所述间距为预设距离时，启动环形光源和相机，接收所述相机拍摄的第一样品图像；/n根据所述第一样品图像确定打包类型和图像坐标系

【技术特征摘要】
1.一种线材的挂牌系统，其特征在于，包括：
机器人和与所述机器人连接的视觉定位装置和夹爪，所述视觉定位装置包括环形光源、结构光源、相机和测距传感器；以及，控制系统，被配置为执行如下程序步骤：
在待挂牌样品打包完成以后，控制机器人带动视觉定位装置移动至所述待挂牌样品的中空区域内，并接收所述测距传感器检测的相机与待挂牌样品内壁的间距；
当所述间距为预设距离时，启动环形光源和相机，接收所述相机拍摄的第一样品图像；
根据所述第一样品图像确定打包类型和图像坐标系uov中的基点（u0，v0）；
控制环形光源关闭，启动结构光源，接收所述相机拍摄的第二样品图像；
根据所述第二样品图像和所述基点（u0，v0），计算图像坐标系uov中的最佳悬挂点和按优先级排序的若干候选悬挂点；
控制机器人移动，将所述夹爪夹持的标牌悬挂至所述最佳悬挂点对应于世界坐标系XYZ的三维坐标处；
对挂牌状态进行复检，如果复检结果为挂牌失败，按照所述优先级在所述候选悬挂点的三维坐标处进行挂牌直至挂牌成功，则复检过程结束。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制系统被进一步配置为按如下步骤计算确定打包类型和图像坐标系中的基点（u0，v0）：
在所述第一样品图像中划定第一感兴趣区域；
将所述第一感兴趣区域与预先获取的打包模板进行匹配，确定打包类型；所述打包类型包括打包线和打包带；
获取所述第一感兴趣区域与所述打包类型对应的打包模板匹配得到的目标区域；
将所述目标区域的中心点作为所述基点（u0，v0）。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制系统被进一步配置为按如下步骤计算图像坐标系uov中的最佳悬挂点和候选悬挂点：
在第二样品图像中划定第二感兴趣区域；所述第二感兴趣区域与所述第一感兴趣区域的位置对应并且区域大小相同，所述第二感兴趣区域与所述第一感兴趣区域共享基点（u0，v0）；
在第二感兴趣区域中，在基点（u0，v0）沿v轴正向或负向任一侧选定目标结构光条纹；
对所述目标结构光条纹中各段子条纹的中心点按照v坐标值递增排序，获取排序结果中的前M个中心点并保持排序不变组成凹点集合P（uaj，vaj）；M为凹点集合中包括的像素点的预设数量，j为凹点集合中各像素点的序位号，1≤j≤M；a为用于标识凹点集合中各像素点为凹点的符号；
将坐标（ua1，v0）作为图像坐标系uov中的最佳悬挂点，将坐标（uak，v0）作为图像坐标系uov中的候选悬挂点；其中，2≤k≤M，k为候选悬挂点的序位号。


4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制系统被进一步配置为按照如下步骤选定目标结构光条纹：
遍历第二感兴趣区域中的各个像素点，根据筛选出的白色像素点，得到包括基点（u0，v0）的打包区域，以及在所述打包区域沿v轴正向和负向两侧构建若干分区；或者，以基点（u0，v0）为基准，通过阈值步长将所述第二感兴趣区域划分为若干分区；
根据挂牌位置相对于打包位置的方向，以及各分区内结构光条纹的完整程度，选取目标分区，并将所述目标分区内包括的结构光条纹选定为所述目标结构光条纹。


5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制系统还被配置为执行：
根据所述目标结构光条纹中各段子条纹的中心点的排序结果，将v坐标值最大的中心点作为最凸点（ut，vt...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙茂杰，李福存，孙敬忠，苏循亮，杨文，朱正清，李敏，林启森，周鼎，刘彦麟，
申请(专利权)人：江苏金恒信息科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32