[发明专利]一种基于机器视觉的物料搬运系统及搬运方法

说明书

本发明提供了一种基于机器视觉的物料搬运系统及搬运方法，所述搬运系统包括STM32核心控制模块、电源电路模块、运动控制模块、超声波模块、OpenMV摄像头模块、机械臂模块、QTI寻迹模块、临时仓库以及光电传感器。所述STM32核心控制模块完成任务调度所述，超声波模块完成避障，OpenMV摄像头模块识别物料的距离、颜色与形状，机械臂模块完成物料的夹取，QTI寻迹模块与运动控制模块控制并限制系统的运动范围，临时仓库存放选取的物料。本发明基于机器视觉，在搬运系统中添加各模块算法，完成了智能搬运系统在行驶过程中的自动避障、自动定位与选取指定颜色与形状的物料、将物料存放到目的仓库等功能，实现了智能仓库搬运系统对物料快速、便捷、稳定的搬运。

技术领域

本发明涉及智能搬运机械电子技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的物料搬运系统及搬运方法。

背景技术

随着经济全球化和工厂自动化，物流行业迈入了快速发展的阶段，机械化、自动化、标准化生产的发展趋势日益明显，传统的人工搬运模式的速度远远无法满足实际需求。在高速发展的信息化时代，机器人在人们的生活中扮演着越来越重要的地位，搬运机器人的到来将颠覆传统的人工搬运模式，逐渐由人工搬运走向智能搬运。

搬运机器人是一项新兴且高速发展的高新技术，涉及到力学、自动控制学、传感器技术等多学科领域。为满足现代物流快速、精准的要求，搬运机器人至少需要具备自主移动、自动避障、物料识别与筛选、物料抓取与搬运等功能。随着工业生产自动化程度的提高和生产规模的扩大，物流速度越来越快，越来越精准，对物料搬运技术提出了更高的要求。

现有的搬运机器人，未使用机器视觉的物料搬运系统，只能简单判断有无物料存在，无法对物料进行颜色、形状等特征的筛选。且部分搬运系统是固定位置，不能根据路线自动运动，灵活性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于机器视觉的物料搬运系统及搬运方法，用于加快智能搬运系统物料搬运速度，减少系统一次搬运所需的时间。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于机器视觉的物料搬运系统，包括麦克纳姆轮运动控制模块、STM32核心控制模块、机械臂模块、HC-SR04超声波测距模块、QTI寻迹模块、OpenMV摄像头模块、临时仓库和光电传感器。

所述STM32核心控制模块通过STM32F103VCT6芯片来组成单片机的最小控制系统并提供相应接口，完成对整个搬运系统的控制与调度；

所述机械臂模块由铝合金架构成，机械臂可抓取物料跟随系统移动，所述机械臂模块与OpenMV摄像头模块相连，并受其控制；

所述HC-SR04超声波测距模块用于判断前方是否有障碍物，该模块与STM32核心控制模块上的PC12和PC13接口连接，其中PC13用于触发超声波检测，PC12用于计算回波时间，从而计算出与目标点间的距离；

所述QTI寻迹模块用于指定搬运系统的可移动区域，QTI寻迹模块与STM32核心控制模块上的PE0、PE1、PE2、PE3接口连接；

所述OpenMV摄像头模块用于从众多不同颜色、不同形状的物料中，选取指定形状与颜色的物料；OpenMV摄像头模块采用OpenMV M7摄像头，该模块与STM32核心控制模块上的PE4、PE5接口连接；当OpenMV摄像头模块识别成功后，通过输出模块的高低电平反馈给STM32核心控制模块；所述OpenMV摄像头模块与HC-SR04超声波测距模块相配合，判断搬运系统与物料之间的距离与方位，并将数据传递至机械臂模块进行准确抓取；

所述临时仓库用于存放需要搬运的物料；

所述光电传感器与STM32核心控制模块上的PE6接口连接，用于判断搬运系统是否到达指定的分拣点或卸货点。