基于视觉定位的物料上架自动码放方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于视觉定位的物料上架自动码放方法及系统，该码放方法包括：提供一机器人、视觉装置和移动臂；分别对视觉装置和移动臂与机器人之间的坐标系进行坐标标定；获取料架任一层层两料框的料框图像，对料框图像处理，得到位于两料框之间的中心点图像坐标，对其进行转换，得到中心点机器人坐标，再根据料架中同一层的两料框之间的中心点与插槽的间距，对中心点机器人坐标进行调整，以得到机器人执行物料插放的初始坐标，再根据移动臂与机器人之间的坐标标定关系，对初始坐标进行调整，得到机器人动作的执行坐标；通过上码放方法，可确保机器人每次插放工作的准确进行，避免物料与料框发生碰撞，而且提高了工作效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
基于视觉定位的物料上架自动码放方法及系统


[0001]本专利技术涉及自动码垛计算领域，尤其涉及一种基于视觉定位的物料上架自动码放方法及系统。

技术介绍

[0002]在诸如玻璃板等片状物料生产过程中，完成一道工序需要集中起来进入下一道工序(如超声波清洗、钢化时)，这时需要将玻璃一片一片插入料框中然后统一加工处理。料框为存放玻璃片的常用工具，玻璃片放置于料框内，能使玻璃片之间相互隔离一定的间距，不易划花，且插架内的玻璃片也方便被取出。现如今，将玻璃片从流水线平台上插入料框内的工作一般通过人工完成或者使用机器人定点插入完成，而为了兼容大小不同玻璃，料框设计为人工可调整宽度方式，人工将玻璃插入料框存在速度慢、效率低的问题，机器人定点插入会因料框位置偏移存在玻璃划伤的问题，甚至造成玻璃崩边、破裂，因而都会影响产能。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为解决上述技术问题的不足而提供一种自动化的、可适应料框位置变动而且确保将物料精确放置到位的基于视觉定位的物料上架自动码放方法及系统。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术公开了一种基于视觉定位的物料上架自动码放方法，用于放置物料的料架包括左右两列相对层叠设置的若干料框，彼此相邻上下两所述料框之间具有用于承载所述物料端部的插槽，所述码放方法包括：
[0005]提供一用于码放所述物料的机器人、视觉装置和带动所述视觉装置移动以对所述料架上的不同层的所述料框分别拍摄图像的移动臂；
[0006]分别对所述视觉装置和所述移动臂与所述机器人之间的坐标系进行坐标标定；
[0007]通过所述移动臂带动所述视觉装置移至所述料架的任一层，拍摄图像，获取所述料架该层两所述料框的料框图像，对所述料框图像处理，得到该所述料框图像中位于两所述料框之间的中心点图像坐标；
[0008]根据所述视觉装置和所述机器人之间的坐标标定关系，对所述中心点图像坐标进行转换，得到中心点机器人坐标；
[0009]根据所述料架中同一层的两所述料框之间的中心点与所述插槽的间距，对所述中心点机器人坐标进行调整，以得到机器人执行物料插放的初始坐标；
[0010]根据所述移动臂与所述机器人之间的坐标标定关系，对所述初始坐标进行调整，得到机器人动作的执行坐标。
[0011]较佳的，所述移动臂与所述机器人之间的坐标系标定方法包括：
[0012]记录视觉装置和机器人位于起始位置时位于机器人末端的参照标识物的图像坐标P(u1,v1)，并将该图像坐标P(u1,v1)转换为机器人坐标Q(x1,y1)；
[0013]所述机器人和所述视觉装置沿下移，每次移动一个插槽层的距离，每移动一层记录该层的所述参照标识物的图像坐标P(u
i
,v
i
)，以及机器人坐标Q(x
i
,y
i
)，i为所述料架的
层数，i≥2；
[0014]计算后续若干层的参照标识物的所述机器人坐标Q(x
i
,y
i
)与起始位置的机器人坐标Q(x1,y1)的差值，并将计算结果描绘在X
‑
Y坐标系中，根据数据拟合法，拟合出机器人坐标Q(x
i
,y
i
)的偏移量Q
′
(x
′
i
,y
′
i
)的模型方程。
[0015]较佳的，所述料框的左右两端分别具有一尖端，彼此相邻上下两所述料框的所述尖端之间的空隙形成所述插槽，两所述尖端的端点与所述料框的中心点位于同一水平线上，所述中心点图像坐标的获取方法包括：
[0016]在所述料框图像中，于两所述料框的轮廓的外侧生成一竖直的参考线，计算所述尖端轮廓区域各点与所述参考线之间的距离，找出所述尖端轮廓区域距离所述参考线最近的点，即为所述料框的端点，从而得到两所述料框的外侧尖端的端点图像坐标；
[0017]根据所述料框图像中两所述料框的端点图像坐标，计算两所述端点的中点坐标，即为所述中心点图像坐标。
[0018]较佳的，所述料架中每一层的两所述料框之间的中心点与所述插槽的间距的获取方法包括：
[0019]预置一插槽层所对应的中心点图像坐标和初始坐标；
[0020]将该预置的所述中心点图像坐标转换为与其对应的中心点机器人坐标，并计算该中心点机器人坐标与预置的所述初始坐标的差值，以得到所述间距。
[0021]较佳的，在所述机器人根据所述执行坐标对所述物料进行插放作业时，所述视觉装置对下一层的所述料框进行拍摄工作，并进行该层的所述执行坐标的计算。
[0022]本专利技术还公开一种基于视觉定位的物料上架自动码放系统，其包括机器人、视觉装置、移动臂和定位系统，所述定位系统包括第一标定模块、第二标定模块、图像处理模块和数据处理模块；
[0023]所述机器人用于将物料码放在料架上，料架包括左右两列相对层叠设置的若干料框，彼此相邻上下两所述料框之间具有用于承载所述物料端部的插槽；
[0024]所述视觉装置与所述移动臂连接，所述移动臂用于带动所述视觉装置移动，以使得所述视觉装置可对所述料架上的不同层的所述料框分别拍摄图像；
[0025]所述第一标定模块，用于对所述视觉装置和所述机器人进行坐标系标定；
[0026]所述第二标定模块，用于对所述移动臂和所述机器人进行坐标系标定；
[0027]所述图像处理模块，用于对所述视觉装置在所述料架的每一层拍摄到的两料框图像进行处理，以得到两所述料框图像的中心点图像坐标；
[0028]所述数据处理模块，包括第一处理模块、第二处理模块和第三处理模块，所述第一处理模块用于根据所述视觉装置和所述机器人之间的坐标标定关系，将所述中心点图像坐标转换为与中心点机器人坐标，所述第三处理模块用于根据所述料架中同一层的两所述料框之间的中心点与所述插槽的间距对所述中心点机器人坐标进行调整，以得到机器人执行物料插放的初始坐标，所述第三处理模块用于根据所述移动臂与所述机器人之间的坐标标定关系，对所述初始坐标进行调整，得到机器人动作的执行坐标。
[0029]较佳的，所述第二标定模块包括参考数据记录模块、比对数据记录模块、比对模块和数据拟合模块；
[0030]所述参考数据记录模块，用于记录视觉装置和机器人位于起始位置时位于机器人
末端的参照标识物的图像坐标P(u1,v1)，并将该图像坐标P(u1,v1)转换为机器人坐标Q(x1,y1)；
[0031]所述比对数据记录模块，用于记录所述机器人和所述视觉装置沿下移到每一个插槽层时所述参照标识物的图像坐标P(u
i
，v
i
)，以及机器人坐标Q(x
i
，y
i
)，i为所述料架的层数，i≥2；
[0032]所述比对模块，用于将后续若干层的参照标识物的所述机器人坐标Q(x
i
,y
i
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉定位的物料上架自动码放方法，其特征在于，用于放置物料的料架包括左右两列相对层叠设置的若干料框，彼此相邻上下两所述料框之间具有用于承载所述物料端部的插槽，所述码放方法包括：提供一用于码放所述物料的机器人、视觉装置和带动所述视觉装置移动以对所述料架上的不同层的所述料框分别拍摄图像的移动臂；分别对所述视觉装置和所述移动臂与所述机器人之间的坐标系进行坐标标定；通过所述移动臂带动所述视觉装置移至所述料架的任一层，拍摄图像，获取所述料架该层两所述料框的料框图像，对所述料框图像处理，得到该所述料框图像中位于两所述料框之间的中心点图像坐标；根据所述视觉装置和所述机器人之间的坐标标定关系，对所述中心点图像坐标进行转换，得到中心点机器人坐标；根据所述料架中同一层的两所述料框之间的中心点与所述插槽的间距，对所述中心点机器人坐标进行调整，以得到机器人执行物料插放的初始坐标；根据所述移动臂与所述机器人之间的坐标标定关系，对所述初始坐标进行调整，得到机器人动作的执行坐标。2.根据权利要求1所述的基于视觉定位的物料上架自动码放方法，其特征在于，所述移动臂与所述机器人之间的坐标系标定方法包括：记录视觉装置和机器人位于起始位置时位于机器人末端的参照标识物的图像坐标P(u1，v1)，并将该图像坐标P(u1，v1)转换为机器人坐标Q(x1，y1)；所述机器人和所述视觉装置沿下移，每次移动一个插槽层的距离，每移动一层记录该层的所述参照标识物的图像坐标P(u
i
，v
i
)，以及机器人坐标Q(x
i
，y
i
)，i为所述料架的层数，i≥2；计算后续若干层的参照标识物的所述机器人坐标Q(x
i
，y
i
)与起始位置的机器人坐标Q(x1，y1)的差值，并将计算结果描绘在X
‑
Y坐标系中，根据数据拟合法，拟合出机器人坐标Q(x
i
，y
i
)的偏移量Q
′
(x
′
i
，y
′
i
)的模型方程。3.根据权利要求1所述的基于视觉定位的物料上架自动码放方法，其特征在于，所述料框的左右两端分别具有一尖端，彼此相邻上下两所述料框的所述尖端之间的空隙形成所述插槽，两所述尖端的端点与所述料框的中心点位于同一水平线上，所述中心点图像坐标的获取方法包括：在所述料框图像中，于两所述料框的轮廓的外侧生成一竖直的参考线，计算所述尖端轮廓区域各点与所述参考线之间的距离，找出所述尖端轮廓区域距离所述参考线最近的点，即为所述料框的端点，从而得到两所述料框的外侧尖端的端点图像坐标；根据所述料框图像中两所述料框的端点图像坐标，计算两所述端点的中点坐标，即为所述中心点图像坐标。4.根据权利要求1所述的基于视觉定位的物料上架自动码放方法，其特征在于，所述料架中每一层的两所述料框之间的中心点与所述插槽的间距的获取方法包括：预置一插槽层所对应的中心点图像坐标和初始坐标；将该预置的所述中心点图像坐标转换为与其对应的中心点机器人坐标，并计算该中心点机器人坐标与预置的所述初始坐标的差值，以得到所述间距。
5.根据权利要求1所述的基于视觉定位的物料上架自动码放方法，其特征在于，在所述机器人根据所述执行坐标对所述物料进行插放作业时，所述视觉装置对下一层的所述料框进行拍摄工作，并进行该层的所述执行坐标的计算。6.一种基于视觉定位的物料上架自动码放系统，其特征在于，包括机器人、视觉装置、移动臂和定位系统，所述定位系统包括第一标定模块、第二标定模块、图像处理模块和数据处理模块；所述机器人用于将物料码放在料架上，料架包括左右两列相对层叠设置的若干料框，彼此相邻上下两所述料框之间具有用于承载所述物料端部的插槽；所述视觉装置与所述移动臂连接，所述移动臂用于带动所述视觉装置移动，以使得所述视觉装置可对所述料架上的不同层的所述料框分别拍摄...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙高磊，凌桂林，黎国栋，曹康，罗小军，吴丰礼，
申请(专利权)人：广东拓斯达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：