[发明专利]一种基于多图像获取设备的工件识别与分拣装置和方法

说明书

本发明涉及一种基于多图像获取设备的工件识别与分拣装置，包括第一图像获取设备、第二图像获取设备、工件传送装置、拣取装置和计算机，所述工件传送装置用于将工件沿一个方向进行输送；所述第一图像获取设备位于所述工件传送装置的上游，用于获取位于工件传送装置上游的所有工件的图像；所述拣取装置根据所述计算机的控制拣取位于工件传送装置上的工件；所述第二图像获取设备位于所述工件传送装置的下游，用于获取拣取装置所拣取的单个工件的局部图像；所述计算机用于计算每个工件的拣取时间、拣取位置和释放位置。本发明还涉及一种基于多图像获取设备的工件识别与分拣方法。本发明在进行工件识别时能同时保证识别范围与识别精度。

技术领域

本发明涉及工件识别和分拣技术领域，特别是涉及一种基于多图像获取设备的工件识别与分拣装置和方法。

背景技术

基于机器视觉的工件分拣、拾取、搬运已在机械、食品、医药、化妆品等生产领域得到日益广泛的应用。在这些生产线中，多个工件混合传送到分拣区，承担分拣、搬运的装置要求能识别分拣区内的工件，拾取后按工序要求搬运或摆放到所需的位置。专利“基于机器视觉的机器人分拣系统及方法”(中船重工716所，CN103706568A)采用单相机获取静止的圆形药片图像后由机器手按形状分拣，吸取位置与物品实际位置的误差范围为0.2mm。专利“基于视觉处理的机器人自动码垛”(沈阳工业大学,CN104058260A)对于处在分拣区的静止工件通过单个相机获取图像，经图象处理后得到工件几何质心，再由码垛机器人按此质心吸取完成码垛。专利“工业机器人分拣系统”(沈阳工业大学，CN204036474U)采用单个相机的运动，获取两个不同位置的图像，由双目立体视觉算法得到工件的几何质心和摆放方向，生成工件在分拣区内的空间位置供机器人实施抓取。专利“一种用于机器人搬运作业的视觉定位方法”(上海FANUC机器人有限公司，CN101637908A)为提高机器人上料的姿态精度，对于固定位置上的单个工件在抓取前由一个2维相机得到位置补偿数据，拾取后由一个3维相机获得姿态特征补偿数据，该方法主要用于解决形状不规则的毛坯零件上料装夹的精度问题。

在上述采用单个相机的专利中，为了在一个视场内得到多个工件图像，除非采用昂贵的高分辨率相机，像素足够多，否则由图像处理得到的测量精度不高。

上述应用均针对单层工件场合，对于只容纳单层工件平铺的分拣区，在有的生产线中因为有新的工件持续流入，分拣区内工件间相互推挤，各个工件会作缓慢平移和转动，在图像获取后的图像处理、运动轨迹计算等抓取前的时间片内，工件位置已有小变化。在实施拣取的吸取或夹爪收紧过程中被抓取物相对于之前的位置也会发生细微的位移。上述专利均未计入这些位置变化，无法保证定位精度。

此外，上述采用单相机的方案中无法实现多个拣取设备，如机器人的协调工作。拣取的效率较低，且相机的使用率也比较低，增加拣取设备势必导致相机数量的成倍增加。而如果采用单台相机针对不同识别的范围两次成像的方案的话不仅增加了相机需要频繁变换焦距所带来的额外成本，而且还严重影响到了拣取的效率。专利“一种用于机器人搬运作业的视觉定位方法”中，第一台2D相机固定在机器人手臂上，机器人抓取工件后移动到另一台位置固定的3D相机下进行位置补偿和定位。这种方法在多个机器人的应用场合中也会导致相机的数量会成倍增加。无法充分发挥相机的使用效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于多图像获取设备的工件识别与分拣装置和方法，进行工件识别时能同时保证识别范围与识别精度，解决对于生产线上持续流入的工件在识别和抓取的时间差产生的位移变化对精度的影响。