【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械视觉识别领域，具体地，涉及基于机器视觉的钢卷识别抓取方法和系统。
技术介绍
1、在冶金自动化领域，无人天车的运行效率对整个生产节奏有较大影响。在吊运钢卷时，经常会出现夹钳在钢卷附近来回摆动从而不能立即抓卷的情况，现有的解决方式就是等待夹钳摆动幅度减小后再进行抓取，但当摆动角度过大时，等待时间也随之增长，这就对生产效率造成了很大的影响。
2、为了实现在夹钳晃动情况下的钢卷抓取，就需要能够准确识别夹钳的运动状态，为了达到该目的，可以采用角度传感器、激光扫描以及图像识别等相关技术。
3、对于角度传感器来说，由于行车运行轨道是凹凸不平的，所以在不同位置采集到的角度数据也不相同，对准确提取角度造成很大的影响。除此以外，当夹钳位于不同高度时，采集到的角度值也会受到影响，所以，单纯的依靠角度传感器很难获得夹钳的准确运动信息。
4、而对于激光扫描来说，由于抓取时需要在很短的时间内去判断夹钳的位置变化，同时激光点云的数据处理量较大，这就对状态信息的实时性造成了影响，所以就判断夹钳的运动状态来说，激光扫描并不适用。
5、专利文献cncn106839985a公开了一种无人天车钢卷抓取的自动识别定位方法，包括将承载有钢卷的框架车的位置固定；由激光扫描仪获取承载有钢卷的框架车的场景点云数据；从所述场景点云数据中分离钢卷数据，将钢卷视作圆柱体进行参数拟合获得钢卷物理坐标；将所述钢卷物理坐标发送给无人天车，所述无人天车根据钢卷物理坐标对钢卷进行抓取。
6、但是，专利文献cncn10
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于机器视觉的钢卷识别抓取方法和系统。
2、根据本专利技术提供的一种基于机器视觉的钢卷识别抓取方法，包括：
3、步骤s1：获取行车夹钳的摆动周期；
4、步骤s2：确定行车夹钳摆动到最高点的时机；
5、步骤s3：根据所述行车夹钳摆动到最高点的时机、行车夹钳的摆动周期，得到行车夹钳机构的闭合时机，并在所述行车夹钳机构闭合时控制行车夹钳闭合完成夹卷。
6、优选地，在所述步骤s1中，行车夹钳在摆动时，将行车夹钳视为单摆运动，根据单摆运动周期公式以及当前的行车夹钳的高度，计算出行车夹钳的摆动周期。
7、优选地，在所述步骤s2中，根据通过先前图像处理所得到的行车运动状态，可以确定行车夹钳摆动到最高点的时机，在最高点时，行车夹钳速度为0；
8、其中，行车运动状态包括钢卷的运动状态；图像处理得到行车运动状态包括：提取钢卷轮廓并映射到世界坐标系中，从而获取到钢卷在真实世界中的位置；在得到钢卷在真实世界中的位置后，通过对连续拍摄图像的处理对比计算，得到行车夹钳相对于钢卷的运动状态。
9、优选地，在所述步骤s3中，当行车夹钳摆动到最高点时，根据结合行车夹钳闭合所需的时机以及行车夹钳从最高点处摆动到中心的时间，即摆动周期的一半，便可以计算出行车夹钳机构的闭合时机。当行车夹钳机构运动到了计算的闭合时机时，控制夹钳闭合，从而完成夹卷；
10、其中，通过动作命令控制控制行车夹钳机构的开闭以及开闭速度。
11、优选地，还包括如下步骤：
12、图像采集步骤：令工业相机开始采集行车、行车夹钳、钢卷的图像，采集图像的频率以及分辨率均由行车控制器指定；开始工作时，工业相机按固定的时间间隔拍摄图片，以供图像处理得到行车运动状态。
13、根据本专利技术提供的一种基于机器视觉的钢卷识别抓取系统，包括：
14、模块m1：获取行车夹钳的摆动周期；
15、模块m2：确定行车夹钳摆动到最高点的时机；
16、模块m3：根据所述行车夹钳摆动到最高点的时机、行车夹钳的摆动周期，得到行车夹钳机构的闭合时机，并在所述行车夹钳机构闭合时控制行车夹钳闭合完成夹卷。
17、优选地，在所述模块m1中，行车夹钳在摆动时，将行车夹钳视为单摆运动，根据单摆运动周期公式以及当前的行车夹钳的高度，计算出行车夹钳的摆动周期。
18、优选地，在所述模块m2中，根据通过先前图像处理所得到的行车运动状态，可以确定行车夹钳摆动到最高点的时机，在最高点时，行车夹钳速度为0；
19、其中，行车运动状态包括钢卷的运动状态；图像处理得到行车运动状态包括：提取钢卷轮廓并映射到世界坐标系中，从而获取到钢卷在真实世界中的位置；在得到钢卷在真实世界中的位置后，通过对连续拍摄图像的处理对比计算，得到行车夹钳相对于钢卷的运动状态。
20、优选地，在所述模块m3中，当行车夹钳摆动到最高点时，根据结合行车夹钳闭合所需的时机以及行车夹钳从最高点处摆动到中心的时间，即摆动周期的一半，便可以计算出行车夹钳机构的闭合时机。当行车夹钳机构运动到了计算的闭合时机时，控制夹钳闭合，从而完成夹卷；
21、其中，通过动作命令控制控制行车夹钳机构的开闭以及开闭速度。
22、优选地，还包括如下步骤：
23、图像采集步骤：令工业相机开始采集行车、行车夹钳、钢卷的图像，采集图像的频率以及分辨率均由行车控制器指定；开始工作时，工业相机按固定的时间间隔拍摄图片，以供图像处理得到行车运动状态。
24、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
25、1、本专利技术通过机器视觉算法，识别判断夹钳运动状态，从而实现在夹钳晃动状态下的夹卷动作，大大缩短了等待角度减小的时间，提高了整体生产效率。
26、2、本专利技术通过采用机器视觉识别的方法，提取钢卷轮廓并计算夹钳运动状态，解决了单纯依靠角度传感器无法准确获得夹钳运动状态的技术问题。
27、3、本专利技术通过控制算法，结合夹钳运动状态信息，准确计算夹钳闭合时机，解决了在晃动状态下需要等待过长时间才能抓卷的问题。
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1.一种基于机器视觉的钢卷识别抓取方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的钢卷识别抓取方法，其特征在于，在所述步骤S1中，行车夹钳在摆动时，将行车夹钳视为单摆运动，根据单摆运动周期公式以及当前的行车夹钳的高度，计算出行车夹钳的摆动周期。
3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的钢卷识别抓取方法，其特征在于，在所述步骤S2中，根据通过先前图像处理所得到的行车运动状态，可以确定行车夹钳摆动到最高点的时机，在最高点时，行车夹钳速度为0；
4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的钢卷识别抓取方法，其特征在于，在所述步骤S3中，当行车夹钳摆动到最高点时，根据结合行车夹钳闭合所需的时机以及行车夹钳从最高点处摆动到中心的时间，即摆动周期的一半，便可以计算出行车夹钳机构的闭合时机。当行车夹钳机构运动到了计算的闭合时机时，控制夹钳闭合，从而完成夹卷；
5.根据权利要求3所述的基于机器视觉的钢卷识别抓取方法，其特征在于，还包括如下步骤：
6.一种基于机器视觉的钢卷识别抓取系统，其特征在于，包括：
7.根据权利
8.根据权利要求6所述的基于机器视觉的钢卷识别抓取系统，其特征在于，在所述模块M2中，根据通过先前图像处理所得到的行车运动状态，可以确定行车夹钳摆动到最高点的时机，在最高点时，行车夹钳速度为0；
9.根据权利要求6所述的基于机器视觉的钢卷识别抓取系统，其特征在于，在所述模块M3中，当行车夹钳摆动到最高点时，根据结合行车夹钳闭合所需的时机以及行车夹钳从最高点处摆动到中心的时间，即摆动周期的一半，便可以计算出行车夹钳机构的闭合时机。当行车夹钳机构运动到了计算的闭合时机时，控制夹钳闭合，从而完成夹卷；
10.根据权利要求9所述的基于机器视觉的钢卷识别抓取系统，其特征在于，还包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的钢卷识别抓取方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的钢卷识别抓取方法，其特征在于，在所述步骤s1中，行车夹钳在摆动时，将行车夹钳视为单摆运动，根据单摆运动周期公式以及当前的行车夹钳的高度，计算出行车夹钳的摆动周期。
3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的钢卷识别抓取方法，其特征在于，在所述步骤s2中，根据通过先前图像处理所得到的行车运动状态，可以确定行车夹钳摆动到最高点的时机，在最高点时，行车夹钳速度为0；
4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的钢卷识别抓取方法，其特征在于，在所述步骤s3中，当行车夹钳摆动到最高点时，根据结合行车夹钳闭合所需的时机以及行车夹钳从最高点处摆动到中心的时间，即摆动周期的一半，便可以计算出行车夹钳机构的闭合时机。当行车夹钳机构运动到了计算的闭合时机时，控制夹钳闭合，从而完成夹卷；
5.根据权利要求3所述的基于机器视觉的钢卷识别抓取方法，其特征在于，还包括如下步骤：
...【专利技术属性】
技术研发人员：李昌之，曾诗妍，张金聪，
申请(专利权)人：上海宝信软件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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