[发明专利]一种基于机器视觉的工业设备识别定位方法、系统及设备

说明书

本发明提供一种基于机器视觉的工业设备识别定位方法、系统及设备，通过获取目标区域的图像；提取出目标区域图像内的所有轮廓；将所有轮廓的中心点定位在预设坐标系下的三维坐标中；根据不位于同一直线上的三个中心点在预设坐标系下的三维坐标计算抓取工业设备需要绕所述预设坐标系X轴、Y轴和Z轴的旋转角度。本发明能够获得抓取工业设备时机器人需要绕相机坐标系X轴、Y轴、Z轴的旋转角度。通过采集块状物或标志块上设置的标志的图像，并将标志的图像与预设数据库中的图像进行比对，根据比对结果区分工业设备，从而能够识别出所有工业设备的编号。

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，特别是涉及一种基于机器视觉的用于对工业设备进行定位识别的方法、系统及设备。

背景技术

计算机视觉是各个应用领域，如制造业、检验、文档分析、医疗诊断，和军事等领域中各种智能/自主系统中不可分割的一部分，它是一门关于如何运用照相机/摄像机和计算机来获取我们所需的，被拍摄对象的数据与信息的学问。形象地说，就是给计算机安装上眼睛(照相机/摄像机)和大脑(算法)用来代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等，从而使计算机能够感知环境。因为感知可以看作是从感官信号中提取信息，所以计算机视觉也可以看作是研究如何使人工系统从图像或多维数据中“感知”的科学。总的来说，计算机视觉就是用各种成像系统代替视觉器官获取输入信息，再由计算机来代替大脑对这些输入信息完成处理和解释。计算机视觉的最终研究目标就是使计算机能像人那样通过视觉观察和理解世界，具有自主适应环境的能力。

在工业加工现场，需要用到大量加工设备进行生产。随着机器人技术的快速发展，越来越多的机器人被应用到加工现场进行生产。机器人在工业加工现场对加工设备(或工件)的生产过程中，针对待抓取的加工设备，机器人通常需要获得抓取加工设备所需要的旋转角度；同时机器人对不同加工设备或者相同设备可能存在不同的操作动作，需要机器人在抓取工作前识别出当前设备的对应编号。而根据现有技术的记载，目前的定位方法不能使机器人获得需要绕X、Y、Z轴的旋转角度，并且也缺乏识别设备编号的功能。

因此，针对机器人在工业现场上的应用，需要提出一种基于机器视觉的工业设备识别定位方法、系统及设备来获得机器人旋转角度和识别工业设备编号。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的工业设备识别定位方法、系统及设备，用于解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于机器视觉的工业设备识别定位方法，包括以下步骤：

获取目标区域的图像；

提取出目标区域图像内的所有轮廓；

将所有轮廓的中心点定位在预设坐标系下的三维坐标中；根据不位于同一直线上的三个中心点在预设坐标系下的三维坐标计算抓取工业设备需要绕所述预设坐标系X轴、Y轴和Z轴的旋转角度。

可选地，根据选择的三个中心点在预设坐标系下所对应的三维坐标计算抓取工业设备需要绕所述预设坐标系X轴、Y轴和Z轴的旋转角度，包括有：

按照不位于同一直线上的三个中心点在预设坐标系下的三维坐标进行计算，获得互不平行的第一向量和第二向量；

根据所述第一向量和所述第二向量确定三个中心点所在面的法向量；

根据所述法向量以及三个中心点在预设坐标系下的三维坐标，计算所述轮廓在预设坐标系下的变换矩阵，根据所述变换矩阵计算抓取所述工业设备需要绕所述预设坐标系X轴、Y轴和Z轴的旋转角度。

可选地，所述预设坐标系包括相机坐标系或世界坐标系。

可选地，目标区域上还设置有用于区分工业设备的标志；获取所述标志的图像，将所述标志的图像与预设数据库中的图像进行比对，根据比对结果区分工业设备。