一种铁钻工基于机器视觉辅助的自动抓取方法及系统技术方案

本申请公开了一种铁钻工基于机器视觉辅助的自动抓取方法及系统，通过对管道目标图像、吊卡目标图像进行视觉特征提取，基于视觉特征、位置标签，确定管道位置信息、吊卡位置信息；根据管道位置信息、吊卡位置信息、采集中心位置，以对应像素进行计算获得位置偏差信息，基于位置偏差信息，确定抓取放置方案发送至机械手；并通过图像采集设备进行实时采集，利用实时采集图像进行实时纠偏，对抓取放置方案进行调整控制。解决了现有技术通过人工进行机械手臂抓取偏差的操作，存在控制难度大，易造成失误的技术问题。达到了采用机器视觉自动捕捉的方式，避免了人工参与带来的事故发生率，整个过程采用自动化操作，大大提高了作业速度的技术效果。技术效果。技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种铁钻工基于机器视觉辅助的自动抓取方法及系统


[0001]本申请涉及钻油平台
，尤其涉及一种铁钻工基于机器视觉辅助的自动抓取方法及系统。

技术介绍

[0002]一般钻井平台拥有巨大的连接钻头的铁钻工，在作业过程中随着钻井深度的增加，需要断续的增加钢管以延长铁钻工的长度，或者作业完成需要回收管件，因为铁钻工的长度和重量限制，不可能利用人工完成，一般采用机械手臂抓取铁钻工的钢管。传统抓取方式采用摄像头监控显示在显示器上，然后需要人工根据手臂和钢管的位置偏差，手动操作机械手臂，由于是人工操作，时间稍长会造成操作人员疲劳，容易造成事故；另外一般钻井平台地点在野外，人工操作易受天气，时间等限制，例如炎热夏天，或者晚上作业，这些因素均增加了操作的难度，而且更易出事故。

技术实现思路

[0003]本申请的目的是提供一种铁钻工基于机器视觉辅助的自动抓取方法及系统，用以解决现有技术中通过人工进行机械手臂抓取偏差的操作，存在控制难度大，易造成失误的技术问题。
[0004]鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种铁钻工基于机器视觉辅助的自动抓取方法及系统。
[0005]第一方面，本申请提供了一种铁钻工基于机器视觉辅助的自动抓取方法，所述方法应用于自动抓取系统中，所述自动抓取系统包括图像采集设备、机械手，所述图像采集设备设置在所述机械手抓取中心位，所述方法包括：获得图像采集设备的位置信息、采集范围信息；基于所述位置信息、采集范围信息，获得采集中心位置，并基于所述采集中心位置设定位置标签，根据所述位置标签进行机械手进行位置预学习；通过所述图像采集设备获得第一图像信息，所述第一图像信息包括管道目标图像、吊卡目标图像；对所述管道目标图像、吊卡目标图像进行视觉特征提取，基于所述视觉特征、所述位置标签，确定管道位置信息、吊卡位置信息；根据所述管道位置信息、所述吊卡位置信息、所述采集中心位置，以对应像素进行计算获得位置偏差信息，基于所述位置偏差信息，确定抓取放置方案发送至机械手；控制机械手执行所述抓取装置方案并通过所述图像采集设备进行实时采集，利用实时采集图像进行实时纠偏，对所述抓取放置方案进行调整控制。
[0006]第二方面，本申请还提供了一种铁钻工基于机器视觉辅助的自动抓取系统，用于执行如第一方面所述的一种铁钻工基于机器视觉辅助的自动抓取方法，所述系统包括：第一获得单元，所述第一获得单元用于获得图像采集设备的位置信息、采集范围信息；第二获得单元，所述第二获得单元用于基于所述位置信息、采集范围信息，获得采集中心位置，并基于所述采集中心位置设定位置标签，根据所述位置标签进行机械手进行
位置预学习；第三获得单元，所述第三获得单元用于通过图像采集设备获得第一图像信息，所述第一图像信息包括管道目标图像、吊卡目标图像；第一执行单元，所述第一执行单元用于对所述管道目标图像、吊卡目标图像进行视觉特征提取，基于所述视觉特征、所述位置标签，确定管道位置信息、吊卡位置信息；第四获得单元，所述第四获得单元用于根据所述管道位置信息、所述吊卡位置信息、所述采集中心位置，以对应像素进行计算获得位置偏差信息，基于所述位置偏差信息，确定抓取放置方案发送至机械手；第二执行单元，所述第二执行单元用于控制机械手执行所述抓取装置方案并通过所述图像采集设备进行实时采集，利用实时采集图像进行实时纠偏，对所述抓取放置方案进行调整控制。
[0007]第三方面，本申请实施例还提供了一种铁钻工基于机器视觉辅助的自动抓取系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时实现上述第一方面所述方法的步骤。
[0008]第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述方法的步骤。
[0009]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：1.通过图像采集设备进行管道、吊卡的实时采集和识别，同时利用抓取、放置过程中的动态位置偏差的计算控制，实现了自动进行抓取和放置方案的确定和调整，有效控制机械手进行自动操作过程，达到了采用定量（像素）和定性（位置偏差）相结合的方法，不需要对现场的摄像机复杂标定，大大简化了传统机器视觉的繁琐的配置过程，进而大大提高了机器视觉实时辅助捕捉的实用性的技术效果。
[0010]2．通过高像素的工业图像采集设备与计算机的配合分析，无需人工进行操作控制，达到了有效降低了人工操作带来的事故发生率，整个过程采用自动化操作，大大提高了作业速度；可以适应不同的工作环境，实现大部分气候以及不同的时间段条件下仍能完成铁钻工的钢管放置以及回收，提高了作业效率，同时配置简单，具有易于配置和推广的技术效果。
[0011]上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0013]图1为本申请实施例的一种铁钻工基于机器视觉辅助的自动抓取方法的流程示意图；图2为本申请实施例的一种铁钻工基于机器视觉辅助的自动抓取方法中抓取过程
俯视图；图3为申请实施例的一种铁钻工基于机器视觉辅助的自动抓取方法中放置过程的俯视图；图4为本申请实施例一种铁钻工基于机器视觉辅助的自动抓取系统的结构示意图；图5为本申请实施例示例性电子设备的结构示意图。
[0014]附图标记说明：机械手1，图像采集设备2，第一边框标记3，第二边框标记4，吊卡5，管道6，第一距离L1，第二距离L2，放置距离差L3，第一获得单元11，第二获得单元12，第三获得单元13，第一执行单元14，第四获得单元15，第二执行单元16，总线300，接收器301，处理器302，发送器303，存储器304，总线接口305。
具体实施方式
[0015]本申请实施例通过提供一种铁钻工基于机器视觉辅助的自动抓取方法及系统，解决了现有技术中通过人工进行机械手臂抓取偏差的操作，存在控制难度大，易造成失误的技术问题。达到了采用机器视觉自动捕捉的方式，确定目标物的抓取位置，并计算出机械手臂运动旋转的偏移量，指挥机械手进行可靠抓取，避免了人工参与带来的事故发生率，整个过程采用自动化操作，大大提高了作业速度的技术效果。
[0016]下面，将参考附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。另外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁钻工基于机器视觉辅助的自动抓取方法，其特征在于，所述方法应用于自动抓取系统中，所述自动抓取系统包括图像采集设备、机械手，所述图像采集设备设置在所述机械手抓取中心位，所述方法包括：获得图像采集设备的位置信息、采集范围信息；基于所述位置信息、采集范围信息，获得采集中心位置，并基于所述采集中心位置设定位置标签，根据所述位置标签进行机械手进行位置预学习；通过所述图像采集设备获得第一图像信息，所述第一图像信息包括管道目标图像、吊卡目标图像；对所述管道目标图像、吊卡目标图像进行视觉特征提取，基于所述视觉特征、所述位置标签，确定管道位置信息、吊卡位置信息；根据所述管道位置信息、所述吊卡位置信息、所述采集中心位置，以对应像素进行计算获得位置偏差信息，基于所述位置偏差信息，确定抓取放置方案发送至机械手；控制机械手执行所述抓取装置方案并通过所述图像采集设备进行实时采集，利用实时采集图像进行实时纠偏，对所述抓取放置方案进行调整控制。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述管道目标图像、吊卡目标图像进行视觉特征提取，基于所述视觉特征、所述位置标签，确定管道位置信息、吊卡位置信息，包括：获得管道目标特征、吊卡目标特征；对所述管道目标图像、吊卡目标图像进行颜色提取、边框采集；根据所述颜色提取、边框采集，获得视觉特征；利用所述管道目标特征、所述吊卡目标特征对所述视觉特征进行遍历比对，根据遍历比对结果确定所述管道位置信息、所述吊卡位置信息。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述管道目标图像、吊卡目标图像进行颜色提取、边框采集，包括：对所述管道目标图像、吊卡目标图像进行颜色识别提取，获得颜色提取结果，并基于所述颜色提取结果进行颜色标记；分别对所述管道目标图像、吊卡目标图像进行像素点标记；根据所述像素点标记、所述颜色标记，获得变化量集合；根据所述变化量集合识别边界点；利用确定的所述边界点得到边框采集结果。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述位置信息、采集范围信息，获得采集中心位置，包括：根据所述采集范围信息，获得采集边框标记，所述采集边框标记包括第一边框标记、第二边框标记；根据所述位置信息，所述第一边框标记，获得第一距离；根据所述位置信息，所述第二边框标记，获得第二距离；根据所述第一距离、所述第二距离，获得所述采集中心位置。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述抓取放置方案包括抓取方案、放置方案，所述方法包括：
获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶小萌，
申请(专利权)人：南通西塔自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：