垫板视觉定位方法、系统及垫板搬运关节机器人装置制造方法及图纸

本申请涉及一种垫板视觉定位方法、系统及垫板搬运关节机器人装置，其中，垫板视觉定位方法包括：采集垫板图片；计算像素平均值；判断像素平均值是否大于预设阈值，得到第一判断结果；若第一判断结果为否，判断采集次数是否未超过预设次数；若是，调整采集时曝光时间，并重新采集；否则，进行告警；若第一判断结果为是，提取图像边缘点确定垫板的两通孔对应的圆心；输出圆心信息以完成对垫板的定位。如此设置，基于垫板自身的结构特征，通过两个圆心的位置来确定垫板的位置，解决了机器人搬运时，无法确定垫板位置的问题。通过使用关节机器人进行垫板的移运，减少了加工时长，降低了加工成本，避免了人工搬运时工作效率低下的问题。

【技术实现步骤摘要】
垫板视觉定位方法、系统及垫板搬运关节机器人装置
本申请涉及铁路垫板
，更具体地说，涉及一种垫板视觉定位方法、系统及垫板搬运关节机器人装置。
技术介绍
垫板是铁路道岔的重要部件，它的作用是上部承载并锁定钢轨，通过岔枕螺栓与下部岔枕联结，形成道岔轨道稳定的整体结构。我国铁路道岔垫板一直采用组焊式结构，垫板为包括具有两个通孔的金属板和是在所述金属板上的焊接部件。在生产、焊接过程中组焊式结构加工用时长，加工成本高，并且垫板在焊接移运过程中是通过人工移运的，工作效率低下。若采用机器人进行搬运，那么搬运的过程中如何确定垫板位置是一个问题。
技术实现思路
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种垫板视觉定位方法、系统及垫板搬运关节机器人装置，其能够解决在生产、焊接垫板的过程中若采用机器人进行搬运，那么搬运的过程中无法确定垫板位置的问题。本申请提供了一种垫板视觉定位方法，包括：采集垫板图片；预处理所述垫板图片；计算预处理后的所述垫板图片的像素平均值；判断所述像素平均值是否大于预设阈值，得到第一判断结果，第一判断结果为是或否；若所述第一判断结果为否，判断采集垫板图片的次数是否超过预设次数，得到第二判断结果，第二判断结果为是或否；若第二判断结果为否，调整采集垫板图片时的曝光时间，并重新采集垫板图片；第二判断结果为是，进行错误告警；所述第一判断结果为是，预设算子提取图像边缘点；基于所述图像边缘点确定所述垫板的两通孔对应的圆心；输出所述圆心信息以完成对所述垫板的定位。可选的，采集垫板图片包括:通过预设的激光视觉型电磁式抓手采集垫板图片；其中，所述预设的激光视觉型电磁抓手包括有框架机构、照明机构、传感机构、用于与关节机器人末端轴相连接的连接机构和至少一个用于吸附垫板的吸合机构，所述连接机构固定连接在所述框架机构的上方，所述传感机构设置在所述框架机构和所述连接机构之间，用于采集垫板图片并发送至预设的关节机器人，所述照明机构设置在所述框架机构的两端，为所述传感机构提供光照；所述吸合机构设置在所述框架机构的下方、并能够与垫板述框架机构相对滑动，所述吸合机构包括有用于吸附垫板的电磁吸盘。可选的，所述传感机构包括：传感器安装支架、视觉传感器、激光测距传感器；所述视觉传感器用于采集垫板图片。可选的，所述预处理所述垫板图片包括：提取所述垫板图片中的有效区域，并将所述有效区域定义为预处理后的垫板图片。可选的，所述调整采集垫板图片时的曝光时间，包括：使用上次采集垫板图片时的曝光时间乘以预设系数，得到调整后的曝光时间。可选的，所述预设系数为：1.2、1.5或2.0。可选的，所述预设算子包括有Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子、Kirsch算子、Robinson算子、Laplacian算子、Canny算子、LoG算子。可选的，所述预设阈值为70、100或150。本申请还提供一种垫板视觉定位系统，包括有：采集模块，用于采集垫板图片；预处理模块，用于预处理所述垫板图片；计算模块，用于计算预处理后的所述垫板图片的像素平均值；第一判断模块，用于判断所述像素平均值是否大于预设阈值，得到第一判断结果，第一判断结果为是或否；第二判断模块，用于若所述第一判断结果为否，判断采集垫板图片的次数是否超过预设次数，得到第二判断结果，第二判断结果为是或否；调整模块，用于若第二判断结果为否，调整采集垫板图片时的曝光时间，并重新采集垫板图片；告警模块，用于第二判断结果为是，进行错误告警；提取模块，用于所述第一判断结果为是，预设算子提取图像边缘点；确定模块，用于基于所述图像边缘点确定所述垫板的两通孔对应的圆心；输出模块，用于输出所述圆心信息以完成对所述垫板的定位。本申请还提供一种垫板搬运关节机器人装置，包括激光视觉型电磁式抓手、关节机器人、机器人行走轨道和线缆拖链；所述关节机器人设置在所述机器人行走轨道上；所述关节机器人通过所述线缆拖链连接线缆；所述激光视觉型电磁式抓手，包括有框架机构、照明机构、传感机构、用于与关节机器人末端轴相连接的连接机构和至少一个用于吸附垫板的吸合机构，所述连接机构固定连接在所述框架机构的上方，所述传感机构设置在所述框架机构和所述连接机构之间，用于采集垫板图片并发送至所述关节机器人，所述照明机构设置在所述框架机构的两端，为所述传感机构提供光照；所述关节机器人基于采集的垫板图片抓取垫板；其中，所述关节机器人基于采集的垫板图片抓取垫板，对所述垫板进行定位的方法为本申请提供的垫板视觉定位方法。本申请提供的方案中,通过使用关节机器人进行垫板的移运，减少了加工时长，降低了加工成本。避免了人工搬运时工作效率低下的问题，同时基于垫板自身的结构特征，通过两个圆心的位置来确定垫板的位置，解决了机器人搬运时，无法确定垫板位置的问题。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。图1为本申请提供的实施例中垫板的垫板尺寸图；图2为本申请的视觉定位方法实施例的流程图；图3是根据一些示例性实施例示出的垫板搬运关节机器人装置的立体图；图4是根据一些示例性实施例示出的激光视觉型电磁式抓手的立体图；图5是根据一些示例性实施例示出的视觉定位系统的立体图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。首先对本专利技术实施例的应用场景进行说明，垫板是铁路道岔的重要部件，它的作用是上部承载并锁定钢轨，通过岔枕螺栓与下部岔枕联结，形成道岔轨道稳定的整体结构。我国铁路道岔垫板一直采用组焊式结构，参照图1，垫板为包括具有两个通孔的金属板和是在所述金属板上的焊接部件。具体的，宽度170-220mm；长度380－1457mm；厚度范围18－29mm；最大重量68Kg。在生产、焊接过程中组焊式结构加工用时长，加工成本高，并且垫板在焊接移运过程中是通过人工移运的，工作效率低下。若采用机器人进行搬运，那么搬运的过程中如何确定垫板位置是一个问题。本申请针对这一问题提出了对应的解决方案。参考图1-图5，本具体实施方式提供了一种视觉定位方法实施例的流程图，包括：S101，采集垫板图片；具体的，采集垫板图片包括:通过预设的激光视觉型电磁式抓手采集垫板图片；其中，所述预设的激光视本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垫板视觉定位方法，其特征在于，包括：/n采集垫板图片；/n预处理所述垫板图片；/n计算预处理后的所述垫板图片的像素平均值；/n判断所述像素平均值是否大于预设阈值，得到第一判断结果，第一判断结果为是或否；/n若所述第一判断结果为否，判断采集垫板图片的次数是否超过预设次数，得到第二判断结果，第二判断结果为是或否；/n若第二判断结果为否，调整采集垫板图片时的曝光时间，并重新采集垫板图片；/n第二判断结果为是，进行错误告警；/n所述第一判断结果为是，预设算子提取图像边缘点；/n基于所述图像边缘点确定所述垫板的两通孔对应的圆心；/n输出所述圆心信息以完成对所述垫板的定位。/n

【技术特征摘要】
1.一种垫板视觉定位方法，其特征在于，包括：
采集垫板图片；
预处理所述垫板图片；
计算预处理后的所述垫板图片的像素平均值；
判断所述像素平均值是否大于预设阈值，得到第一判断结果，第一判断结果为是或否；
若所述第一判断结果为否，判断采集垫板图片的次数是否超过预设次数，得到第二判断结果，第二判断结果为是或否；
若第二判断结果为否，调整采集垫板图片时的曝光时间，并重新采集垫板图片；
第二判断结果为是，进行错误告警；
所述第一判断结果为是，预设算子提取图像边缘点；
基于所述图像边缘点确定所述垫板的两通孔对应的圆心；
输出所述圆心信息以完成对所述垫板的定位。


2.根据权利要求1所述的垫板视觉定位方法，其特征在于，采集垫板图片包括:
通过预设的激光视觉型电磁式抓手采集垫板图片；其中，所述预设的激光视觉型电磁抓手包括有框架机构(11)、照明机构(15)、传感机构(14)、用于与关节机器人末端轴相连接的连接机构(13)和至少一个用于吸附垫板的吸合机构(12)，所述连接机构(13)固定连接在所述框架机构(11)的上方，所述传感机构(14)设置在所述框架机构(11)和所述连接机构(13)之间，用于采集垫板图片并发送至预设的关节机器人，所述照明机构(15)设置在所述框架机构(11)的两端，为所述传感机构(14)提供光照；所述吸合机构(12)设置在所述框架机构(11)的下方、并能够与垫板述框架机构(11)相对滑动，所述吸合机构(12)包括有用于吸附垫板的电磁吸盘。


3.根据权利要求2所述的垫板视觉定位方法，其特征在于，所述传感机构(14)包括：传感器安装支架、视觉传感器、激光测距传感器；所述视觉传感器用于采集垫板图片。


4.根据权利要求3所述的垫板视觉定位方法，其特征在于，所述预处理所述垫板图片包括：
提取所述垫板图片中的有效区域，并将所述有效区域定义为预处理后的垫板图片。


5.根据权利要求1所述的垫板视觉定位方法，其特征在于，所述调整采集垫板图片时的曝光时间，包括：
使用上次采集垫板图片时的曝光时间乘以预设系数，得到调整后的曝光时间。


6.根据权利要求1所述的垫板视觉定位方法，其特征在于，所述预设系数为：1.2、1.5或2.0。


7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锐，刘陈华，黄军芬，张瑞英，邹勇，薛龙，姜振，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：北京;11