[发明专利]一种机器人物体颜色识别系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人物体颜色识别系统，属于机械臂、机器人物体颜色识别技术领域。

背景技术

机器人在观察物体尤其是在进行数字图像处理和识别时，颜色一直是一个重中之重的研究对象与考虑因素。随着机器人工艺技术的代代升级，面向机器人的颜色识别技术也紧追其后。

目前，普遍的机器人都采用摄像头采集RGB图像并将数据转换成HSV色彩空间技术后进行修整、过滤来识别颜色，但现有技术也并未达到炉火纯青的地步。众多在不同环境下工作的机器人的颜色识别技术需更加具有针对性与稳定性，尤其光照的干扰，导致测试结果会存在较大误差。除去光照条件的影响，还存在两种颜色十分相近的情况，常常容易导致机器人不能精准识别。在采取RGB转HSV方法提取颜色数据的方法后，虽增加了一定的成功率，但仍有误差，相比于人眼，效果微乎甚微，从而根本代替不了人工。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何提高机器人对图像颜色识别的成功率与精确性。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种机器人物体颜色识别系统，其特征在于：机器人上设有光谱仪，机器人内部的存储器内设有光谱颜色数据库，光谱仪及存储器均连接微处理器；识别区域设有聚光管，聚光管内设有棱镜，聚光管左右两端设有光敏传感器，聚光管正上方设有亮度可调节的调节灯，微处理器连接光敏传感器及调节灯。

优选地，所述光谱仪与棱镜的位置关系满足：物体进入识别区域后，调节灯的灯光照在物体上，物体表面的反射光反射至棱镜，棱镜将所述反射光色散为带状的光谱，并正好投射在光谱仪的CCD感光矩阵上。

优选地，所述聚光管有两个，所述调节灯位于两个聚光管中间位置的上方，左边聚光管的左侧、右边聚光管的右侧分别设置一光敏传感器，两个光敏传感器对称设置。

优选地，所述调节灯为白炽灯。

本发明还提供了一种机器人物体颜色识别方法，其特征在于：采用上述的机器人物体颜色识别系统，步骤为：物体进入识别区域后，调节灯的灯光照在物体上，物体表面的反射光反射至棱镜被色散，使之成为带状的光谱，然后投射在光谱仪的CCD感光矩阵上，通过光谱仪获取光谱值，并将获取的光谱值与光谱颜色数据库比较，从而确定物体颜色。

优选地，通过光敏传感器检测聚光管区域的光照强度，进而对调节灯的亮度进行调节。

优选地，所述聚光管及棱镜均设置至少两组，从而获取至少两组光谱值，对其取平均值，再与光谱颜色数据库比较，从而确定物体颜色。

本发明利用不同的颜色有着不同的光谱值的原理，引入光谱仪到机器人颜色识别技术领域。通过自带灯光反射物体表面颜色进行色散，获取光谱值，从而确定具体的颜色。这样，利用颜色光谱值不同的根本性，采取量代换的方法来测量，能大大提高颜色识别的成功率与精确性。

附图说明

图1为机器人物体颜色识别系统示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本实施例提供了一种机器人物体颜色识别系统，在机器人内部放置光谱颜色数据库，用于对采集到的样品光谱值进行比对从而确定颜色。当机器人上的光谱仪进入物体区域后，调整光亮度，获取光波，进行色散获取光谱值，处理计算好后将获取的光谱值与库里比较即可确定样品颜色。

由于是可见的物体颜色，便可使用可见光光谱仪。由于无法避免强光的影响，便要尽量减少这方面的干扰。将反射物体表面的光波用光栅(棱镜)色散混合色光，使之成为带状的光谱然后投射在光谱仪的CCD感光矩阵上，然后将信号封存并传输给微处理器进行数据计算、量化、校正，然后上传给电脑保存、显示。

由于无法避免外部光照，如图1，在该系统内加入两个圆型的聚光管1进行聚光色散，棱镜2位于聚光管1内，聚光管1左右两端放置两个光敏传感器3，检测当前光照度，同时在聚光管1正上方放置一个可调节亮度的灯4，随时应对光敏传感器变化的数据而改变光照强度。