基于机器视觉的拣书机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的拣书机器人，包括：底盘，设置有多个滚轮；升降结构，设置于底盘；驱动电机，与滚轮和升降结构机械连接，驱动电机用于驱动滚轮滚动和驱动升降结构进行升降；定位模块，定位模块用于获取拣书机器人的当前位置；机器视觉处理模块，用于识别图书信息；机械臂，设置于升降结构，机械臂与机器视觉处理模块通信连接，机械臂用于根据机器视觉处理模块识别的图书信息拾取图书；处理器，用于根据图书拾取指令和定位模块驱动拣书机器人到图书位置，并通过机器视觉处理模块识别图书信息，驱动升降结构升降，并通过机械臂拾取图书。在环境相对恶劣的仓库也能很好地进行图书分拣工作。行图书分拣工作。行图书分拣工作。

【技术实现步骤摘要】
基于机器视觉的拣书机器人


[0001]本专利技术涉及图书分拣
，尤其是涉及一种基于机器视觉的拣书机器人。

技术介绍

[0002]在机器视觉方面，相关技术中采取边缘特征提取，完成物体规则与不规则地分类，可以有效地对物体的外观瑕疵检测，但是当物体外观未发生缺损而发生裂缝等微小瑕疵时无法检测。也有人提出了一种支持向量机和神经网络混合的方法，并设计出了一种零件分拣系统，在传送带上可以实现对硬币、齿轮和引脚管进行自动识别并分拣，但是对于图书外观极度相似但内容不同无法做到分拣。相关技术中有设计出一种可以识别物体、形状及位置的可视化机器视觉系统，该系统可以有效辨别不同的物体，但是当物体重叠堆积摆放时不能够对物体实现有效的识别。在图书分拣方面，机器人大多用于采光效果较好、摆放较为规整的图书馆，而对于环境相对恶劣的仓库，目前图书分拣机器人仍处于空缺的状态，市面上的机器人不能够有效地解决光照亮度差异以及摆放位置偏移对于机器人的影响。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提出一种基于机器视觉的拣书机器人，解决现有技术中对于环境相对恶劣的仓库图书分拣十分困难的技术问题。
[0004]为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案提供一种基于机器视觉的拣书机器人，包括：
[0005]底盘，设置有多个滚轮；
[0006]升降结构，设置于所述底盘；
[0007]驱动电机，与所述滚轮和所述升降结构机械连接，所述驱动电机用于驱动所述滚轮滚动和驱动所述升降结构进行升降；
>[0008]定位模块，所述定位模块用于获取所述拣书机器人的当前位置；
[0009]机器视觉处理模块，用于识别图书信息；
[0010]机械臂，设置于所述升降结构，所述机械臂与所述机器视觉处理模块通信连接，所述机械臂用于根据所述机器视觉处理模块识别的图书信息拾取图书；
[0011]处理器，与所述升降结构、所述驱动电机、所述定位模块、所述机器视觉处理模块和所述机械臂通信连接，所述处理器用于根据图书拾取指令和所述定位模块驱动所述拣书机器人到图书位置，并通过机器视觉处理模块识别所述图书信息，驱动所述升降结构升降，并通过所述机械臂拾取图书。
[0012]与现有技术相比，本专利技术提供的基于机器视觉的拣书机器人的有益效果包括：
[0013]基于机器视觉的拣书机器人包括：底盘、升降结构、驱动电机、定位模块、机器视觉处理模块、机械臂和处理器，底盘上设置的多个滚轮克服了机器人在货架摆放较为狭窄情况下的转向问题，通过定位模块实现自动定位，通过机器视觉处理模块智能识别图书信息，采用机器视觉系列工业摄像头实现对图书边缘和拣书机构距离书本实时距离的测量，克服
了因图书摆放不规整而造成的影响。再配合升降结构和机械臂，能够很好地拾取多数量、多种类的图书，可以成功到达图书的上沿完成对其抓取，从而克服了因上层书本距离货架顶层过近而无法取书的问题，在环境相对恶劣的仓库也能很好地进行图书分拣工作。
[0014]在目前的图书电商平台中普遍仍采用较为传统的人工分拣方式，随着人工成本日益增长，人工分拣方式的适应时间较长、分拣效率较低，且价格逐步攀升，无疑已经成为各大图书电商平台急于解决的问题之一。在图书电商中物流第一的京东也因图书数量巨大、摆放位置参差不齐、图书种类繁多等众多实际问题而仍采用人工分拣方式。本专利技术采用数据库存储方式，将众多图书信息有效整理，当接收到新的订单信息时将提取图书存储信息，通过室内定位技术，机器人可以迅速到达指定位置。针对摆放位置参差不齐与种类繁多的问题，本专利技术通过机器视觉对图书距离进行实时定位，并采取机械臂吸盘装置完成对不同图书的无差别吸取，从而有效规避图书外观及颜色对图书分拣所造成的影响。在本专利技术的实现过程中采用移动机器人、机器视觉系统、机械臂组合的方式解决图书电商的订单拣选自动化问题。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，所述滚轮为麦克纳姆轮，所述麦克纳姆轮用于实现所述拣书机器人的全方位转向。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，所述定位模块为UWB定位系统，包括：
[0017]UWB标签，设置于所述拣书机器人；
[0018]主基站，与所述UWB标签通信连接；
[0019]3个协助基站，与所述UWB标签和所述主基站通信连接，所述主基站与所述3个协助基站安装于室内预设位置，所述主基站通过获取所述3个协助基站分别到所述UWB标签的距离，并通过所述3个协助基站分别到所述UWB标签的距离计算得到所述拣书机器人的当前位置。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，所述升降结构包括：
[0021]丝杆；
[0022]升降托盘，与所述丝杆连接，所述升降托盘安装有所述机械臂；
[0023]导轨，设置于所述丝杆两侧。
[0024]根据本专利技术的一些实施例，所述拣书机器人还包括姿态传感器，通过所述姿态传感器采集的数据获取所述拣书机器人的行进方向。
[0025]根据本专利技术的一些实施例，所述驱动电机为伺服电机，所述拣书机器人还包括可编程控制器，所述可编程控制器配合所述伺服电机驱动所述升降结构以实现取书高度的精准定位。
[0026]根据本专利技术的一些实施例，所述机械臂为三轴机械臂，所述三轴机械臂包括：
[0027]转动单元，与所述升降结构连接；
[0028]第一伺服电机，与所述转动单元电性连接，所述第一伺服电机用于驱动所述转动轴转动；
[0029]第一臂体，与所述转动单元连接；
[0030]第二伺服电机，与所述第一臂体连接，所述第二伺服电机用于驱动所述第一臂体活动；
[0031]第二臂体，与所述第一臂体连接；
[0032]第三伺服电机，与所述第二臂体连接，所述第三伺服电机用于驱动所述第二臂体活动。
[0033]根据本专利技术的一些实施例，所述三轴机械臂还包括：真空电磁阀吸盘，与所述第二臂体连接，所述真空电磁阀吸盘用于吸取图书。
[0034]根据本专利技术的一些实施例，机器视觉处理模块包括：
[0035]工业相机，用于对需要识别的图书进行拍摄以获取图像数据；
[0036]图像处理器，与所述工业相机电性连接，所述图像处理器用于处理所述图像数据以识别图书的种类、名称和位置信息。
[0037]根据本专利技术的一些实施例，所述拣书机器人还包括书筐，与所述底盘连接，所述书筐用于盛放所述拣书机器人拾取的图书。
[0038]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0039]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中摘要附图要与说明书附图的其中一幅完全一致：
[0040]图1为本专利技术一个实施例提供的基于机器视觉的拣书机器人的结构图；
[0041]图2为本专利技术另一个实施例提供的基于机器视觉的拣书机器人的结构图；
[0042]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的拣书机器人，其特征在于，包括：底盘，设置有多个滚轮；升降结构，设置于所述底盘；驱动电机，与所述滚轮和所述升降结构机械连接，所述驱动电机用于驱动所述滚轮滚动和驱动所述升降结构进行升降；定位模块，所述定位模块用于获取所述拣书机器人的当前位置；机器视觉处理模块，用于识别图书信息；机械臂，设置于所述升降结构，所述机械臂与所述机器视觉处理模块通信连接，所述机械臂用于根据所述机器视觉处理模块识别的图书信息拾取图书；处理器，与所述升降结构、所述驱动电机、所述定位模块、所述机器视觉处理模块和所述机械臂通信连接，所述处理器用于根据图书拾取指令和所述定位模块驱动所述拣书机器人到图书位置，并通过机器视觉处理模块识别所述图书信息，驱动所述升降结构升降，并通过所述机械臂拾取图书。2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的拣书机器人，其特征在于，所述滚轮为麦克纳姆轮，所述麦克纳姆轮用于实现所述拣书机器人的全方位转向。3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的拣书机器人，其特征在于，所述定位模块为UWB定位系统，包括：UWB标签，设置于所述拣书机器人；主基站，与所述UWB标签通信连接；3个协助基站，与所述UWB标签和所述主基站通信连接，所述主基站与所述3个协助基站安装于室内预设位置，所述主基站通过获取所述3个协助基站分别到所述UWB标签的距离，并通过所述3个协助基站分别到所述UWB标签的距离计算得到所述拣书机器人的当前位置。4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的拣书机器人，其特征在于，所述升降结构包括：丝杆；升降托盘，与所述丝杆连接，所述升降托盘安装有所述机械臂；导轨，设置于...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗璠，谭汶易，薛超，刘欣涛，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：