一种物体分离机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种物体分离机，包括：位于分离机下部的物体传送带，布置在物体传送带上方的多个不同高度和/或角度的2D相机，与多个2D相机相连的数据处理器以及传送带控制系统。该基于2D相机的物体分离机可实现全自动化多并排物体的单件分离，提升分拣和检测效率，降低在单件分离系统中视觉装置的架设成本，解决目前单件分离系统的视觉系统硬件成本昂贵、对物体定位不准确和实用性不高的问题。对物体定位不准确和实用性不高的问题。对物体定位不准确和实用性不高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种物体分离机


[0001]本技术涉及计算机视觉检测识别
，尤其涉及一种基于2D相机的物体分离机。

技术介绍

[0002]近年来，视觉检测技术在物体识别领域获取了广泛的应用，包括物体自动搬运、分拣，物流仓储自动化识别、抓取等。物体分拣是电子商务的核心环节，随着我国电商平台的快速发展和交通运输日益快捷，导致物流行业业务量激增。为了增加物流的处理效率，在各中转站和快递点的物流分拣中通常需要借助动力源驱动传送带等输送装置将大量的包裹堆输送至不同位置进行单件分离，以便于后续对物体进行扫描、识别、分拣等工作。
[0003]第一，目前电商和快递行业的分拣作业现场通常采用人工分离的方式，将大量输送进来的包裹进行人工分离，任务量繁重劳动强度大且效率不高。
[0004]第二，部分研究人员提出基于视觉的单件分离系统来代替人工进行物体的单件分离，但其在获取物体位置信息时，除图像采集装置外大多需要额外的硬件装置辅助。现有技术如中国专利申请 201910162842.X公开的技术方案，除相机架设外还需要多个光电传感器辅助，利用相机判断包裹是否存在并排现象，然后利用多个光电传感器对并排包裹定位，给并排包裹下的不同传送带一个速度差来达到包裹分离的效果。其存在对光电传感器的布设位置要求高，布设复杂，定位不够准确，难以处理多包裹并排的情况。
[0005]第三，也有人尝试仅用视觉采集装置对物体进行定位，其大多都采用多个3D相机，将多个3D相机采集的物体图像进行拼接以覆盖整个视野，对视野内的物体定位后将位置信息发送给分离装置和靠边装置后完成单件分离。在实际工程应用时，需要获取传送带速度为 0～2m/s上的高质量物体图像，因此对相机的传输接口、相机延迟、图像分辨率、每秒传输帧数等参数要求较高，满足要求的3D相机价格昂贵，且单个3D相机采集图像时视野盲区较大。需采用多个3D 相机部署视觉装置，成本高昂，不利于大规模在流水线架设。
[0006]第四，也有人尝试将第二和第三种技术结合后进一步研究，如中国专利申请201911168246.9公开了一种并排包裹的分离装置及其方法，具体实施步骤包括：包裹分散装置，先将包裹输送至分散装置，从输送线到达分散装置的包裹，通过输送方向存在的角度差对包裹进行分散,相邻包裹之间留有间隙；随后为检测识别装置，3D相机获取包裹图像，将4个3D相机拍摄视野图像拼接，通过视觉算法对比去除拍照重复的部分，获取整个视野范围的包裹图像，并在图像中建立坐标系。利用边缘检测算法提取图像中包裹轮廓的坐标信息。根据每个包裹的相对位置、尺寸等信息，筛选出最靠前的第一包裹，第一包裹所在位置皮带为第一皮带集合，其余包裹为第二包裹，第二包裹所在位置皮带为第二皮带集合。通过皮带差分控制模块将第一皮带集合调快，将第二皮带集合调慢或停止，达到包裹并行分离的效果。将并行分离后的包裹输送至单件分离模块实现包裹靠边分离。
[0007]但该专利方法需使用多个3D相机拼接获取完整的视野尺寸，多个3D相机成本昂贵，使用图像拼接去除各相机拍照重复的部分，浪费部分相机视野，另外目前图像拼接会造
成重叠区域对齐偏差等影响包裹位置输出；且一般的深度相机对矮包裹检测效果差，受光照等外界环境影响大、鲁棒性差，架设条件较为苛刻，不适于流水线大规模架设；该方法使用边缘检测算法获取包裹位置，传统边缘检测算法精度不高会造成包裹位置输出误差；该方法对并行包裹处理复杂，耗时量大，输送大量并行包裹时处理不及时易发生包裹的堆叠，且对尺寸相似的包裹分离效果差。以上问题导致该方法实用性下降。
[0008]因此，目前还没有一套高效且分离精度较高的物体分离机。

技术实现思路

[0009]为了解决现有技术中存在的问题，本技术提供了如下一种基于2D相机的物体分离机，以替代人工实现对物体高效单件分离，通过旋转目标检测技术实现对传送带上输送的物体检测，获取物体实时位置，最后由分离皮带机实现物体的分离、拉距及排队。实现全自动化多并排物体的单件分离，提升物体分拣效率，降低在单件分离系统中视觉装置的架设成本，解决目前单件分离系统的视觉系统硬件成本昂贵，对物体定位不准确和实用性不高的问题。
[0010]本技术一方面提供了一种物体分离机，包括：
[0011]布置在下方的物体传送带，布置在所述物体传送带上方的多个不同高度和/或角度的2D相机以及与多个所述2D相机相连的数据处理器。
[0012]其中，所述2D相机以一定的高度差并且以对单个所述物体能够以整个视野尺寸覆盖的规则架设；所述数据处理器获取多台2D相机分别采集的对于单个所述物体的多幅图像，对采集后的所述多幅图像利用所述物体的特征信息将有高度差的两台2D相机间的物体区域进行关联匹配；基于不同高度相机中对同一物体的成像，利用相机成像原理计算所述物体的真实尺寸，并输出准确的物体位置信息。
[0013]优选的，所述物体传送带为4
×
7规格。
[0014]优选的，还包括传送带控制系统，所述传送带控制系统用于接收所述物体的位置信息，并控制所述物体传送带进行所述物体的分离。
[0015]优选的，所述2D相机为两个，分别为入口相机和中点相机或中点相机和出口相机；或所述2D相机为三个，分别为入口相机、中点相机以及出口相机。
[0016]优选的，所述入口相机架设在所述物体传送带的入口正上方，所述入口相机的光轴与竖直方向倾斜放置。
[0017]优选的，所述中点相机架设在视野尺寸中点正上方，所述中点相机的光轴沿竖直方向垂直物体传送带平面俯视放置。
[0018]优选的，所述出口相机架设在出口正上方，所述出口相机的光轴与竖直方向倾斜放置。
[0019]优选的，还包括靠边装置构成的单件分离模块，所述传送带控制系统会控制不同区域的传送带以不同速度运转进行并行分离，分离后经过所述靠边装置输出单队列有间隔的物体。
[0020]优选的，还包括黏连分离装置，用于将多个物体拉开一定间隙，将黏连物体进行分离。
[0021]优选的，所述黏连分离装置由散射皮带机构成。
[0022]本技术提供的物体分离机，利用具有高度差的2D相机对同一物体尺寸成像大小不同的特点，以相机小孔成像原理计算物体的实际尺寸，进而获取物体世界坐标系坐标，将该坐标输入到单件分离模块实现实时、高精度的单件分离。该基于旋转目标检测的多个2D相机物体单件分离机可用2D相机代替3D相机检测物体实际尺寸，输出物体世界坐标，解决工程应用中设备成本高昂和3D相机对矮物体检测效果不佳的问题。本分离机的相机架设相对简单，多角度镜头可以有效减少物体间遮挡盲区，提升检测效果。
附图说明
[0023]图1为本技术所述物体分离机的优选实施例的结构示意图。
[0024]图2为本技术所述物体分离机中入口相机优选实施例布置方法原理图。
[0025]图3为本技术所述物体分离机中中点相机优选实施例布置方法原理图。
[0026]图4为本技术所述物体分离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种物体分离机，其特征在于，包括：位于分离机下部的物体传送带，在所述物体传送带上方设置有多个不同高度和/或角度的2D相机，所述物体分离机还包括与多个所述2D相机相连的数据处理器；其中，2D相机以一定的高度差架设；其中，2D相机以一定的高度差并且以对单个所述物体能够以整个视野尺寸覆盖的规则架设；所述数据处理器获取多台2D相机分别采集的对于单个所述物体的多幅图像，对采集后的所述多幅图像利用所述物体的特征信息将有高度差的两台2D相机间的物体区域进行关联匹配；基于不同高度相机中对同一物体的成像，利用相机成像原理计算所述物体的真实尺寸，并输出准确的物体位置信息。2.根据权利要求1所述的一种物体分离机，其特征在于：还包括传送带控制系统，所述传送带控制系统用于接收所述物体的位置信息，并控制所述物体传送带进行物体的分离。3.根据权利要求2所述的一种物体分离机，其特征在于：所述2D相机为两个，分别为入口相机(1)和中点相机(2)，或中点相机(2)和出口相机(3)；或者，所述2D相机为三个，分别为入口相机...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文利，赵庭松，刘钰昕，王宇飞，彭新宇，郑超，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：新型
国别省市：