[发明专利]基于机器视觉的码垛机器人跟踪监控系统及方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的码垛机器人跟踪监控系统及方法，包括码垛机器人及其控制柜、传送带、AGV、真空吸盘装置、视觉采集系统，所述码垛机器人与控制柜通信连接，真空吸盘安装在码垛机器人末端，所述真空吸盘的吸力由气源和真空发生器产生，并由电磁阀进行控制。码垛机器人的正常工作过程，其特征在于：从传送带的托盘上取走货物，并按照预定轨迹依次码垛至AGV的载物平面。

2.根据权利要求1所述的AGV，其特征在于：车身上装有压力传感器和通讯模块，当码垛货物重量达到预定限额时，开始循迹运送货物至仓库分拣，同时通知机器人暂停码垛工作，并发送信号让下一辆AGV到达待码垛位置，等到下一辆AGV就位后通知码垛机器人继续工作。

3.根据权利要求1所述的码垛机器人工作过程，其特征在于：由视觉采集系统跟踪监控，视觉采集系统由CCD图像传感器、图像采集接口模块、光源及上位机软件系统构成，CCD图像传感器在码垛机器人工作空间之外的正前方位置安装，对码垛机器人的工作过程进行实时监测。

4.根据权利要求3所述的CCD图像传感器，其特征在于：所述CCD图像传感器经过镜头将被观察物聚焦至CCD芯片上，CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷，然后逐点外移、滤波、放大，最终形成视频信号输出，视频信号通过图像采集接口模块上传到计算机进行图像处理。

5.根据权利要求4所述的计算机图像处理，其特征在于：图像处理由计算机软件完成，实现对码垛对象的运动跟踪，实时监测有无码垛对象异常掉落的情况发生。若货物在码垛过程中掉落，则执行异常情况处理机制，由视觉采集系统发出指令通知码垛机器人控制柜，立即停止码垛机器人当前工作程序，转为在机器视觉引导下工作。

6.根据权利要求5所述的异常情况处理机制，其特征在于：标定视觉采集装置，确立世界坐标系、相机坐标系和图像坐标系之间的矩阵变换关系，计算出掉落货物所在位置的空间坐标，并转换为控制码垛机器人六个轴的转角数据，从而使得码垛机器人主动定位抓取掉落货物并放置到正确位置。

7.一种视觉实时监测方法，其包括以下步骤：

a.上位机软件对视觉采集装置实时上传的视频进行解码，按帧读取图像并显示在上位机监测窗口界面。

b.对读取的每一帧图像进行图像处理，具体包括：图像灰度化、图像增强、图像滤波、图像二值化。

c.对预处理过的图像使用Canny算法检测，并根据目标图像的轮廓特征提取其轮廓，由轮廓的形状和目标图像的运动参数定义目标图像的状态，在轮廓的后验概率最大时更新目标图像状态，提取目标图像的最小外接矩并在监控窗口中显示出来。

d.在每一帧的图像中设置货物掉落指示线，当目标图像的最小外接矩完全落入指示线之下，则判定为货物掉落。