[发明专利]一种实现流水线上非结构化物体智能贴标签的装置和方法

说明书

本发明公开了一种实现流水线上非结构化物体智能贴标签的装置和方法，涉及人工智能领域，包括机械臂、RGBD相机、标签剥离装置、标签收放装置、工控机，其中，RGBD相机用于采集物体的RGB图像和深度图像，并将采集的信息发送到工控机；标签剥离装置用于将标签从标签底纸上剥离；标签收放装置独立于标签剥离装置，用于执行放标签操作和收标签操作；工控机对采集的信息进行处理，获取物体的空间位姿和运动状态，并用于机械臂位姿的反馈控制。本发明实现流水线上散乱摆放、尺寸和形状各异的非结构化物体的智能贴标签操作，克服了当前贴标签技术只能实现结构化场景下物体贴标签操作的局限，有利于降低人工成本、提高贴标签效率和可靠性。

技术领域

本发明涉及人工智能领域，尤其涉及一种实现流水线上非结构化物体智能贴标签的装置和方法。

背景技术

在工业生产、仓储物流等行业，经常会碰到物料形状、尺寸各异，并且在流水线输送中散乱摆放，那么在这种非结构化场景下物体的贴标签任务，就主要依靠人工完成，作业成本高、效率低、可靠性无法保证。虽然当前已有可以实现自动化贴标签的贴标机，但主要用于完成结构化场景下物体的贴标签任务。例如：《圆形水果自动分选和贴标签机的设计与应用》(食品与机械,2018,8，孙凯,闫学慧,朱荣胜)中公布了一种完成圆形水果贴标签的设备，但该设备只能完成圆形物体的贴标签任务且其位姿无法调节。

贴标机与机器人相结合在贴标签任务中也获得应用，例如：《工业机器人在卷筒纸包装线的应用研究》(新技术新工艺,2020(01):50-52，赵惠,王玉荣,孙文兵,平津京)公布了一种工业机器人在卷筒纸包装线上的应用方案，提高了贴标签的灵活性；《机器人轨迹规划与控制及其在工业包装中的应用研究》(温州大学,2019，王银仲)开展了机器人系统在贴标签包装工艺中的研究，设计了贴标签系统的硬件结构与机械臂控制系统。但是在上述两种技术中贴标机与机器人均为独立系统，在工作中机械臂末端的吸盘对贴标机剥离出的标签进行吸取，然后执行贴标签动作。这一方式增大了机械臂运动路径、降低了贴标签效率。另外，在贴标签任务中机械臂贴标签位姿恒定，只能完成结构化场景下物体的贴标签任务。

以上方式都无法实现流水线上非结构化物体贴标签的任务，当前只能依靠人工完成，这极大地约束了工业生产、仓储物流等行业的自动化、智能化水平。随着人工智能的发展、机器人和视觉传感器制造水平的提高，推动了机器视觉与机器人在工业领域中的应用。机器视觉极大地提高了机器人自动化、智能化水平，基于智能视觉引导的机器人贴标签为流水线上非结构化物体的贴标签任务提供了解决思路。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种实现流水线上非结构化物体智能贴标签的装置和方法，以视觉感知信息为反馈并通过机械臂、标签剥离装置和标签收放装置的协同控制实现流水线上非结构化物体的贴标签操作。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何实现种类多样、位置散乱分布等非结构化场景下物体的智能贴标签任务。

为实现上述目的，本发明提供了一种实现流水线上非结构化物体智能贴标签的装置，其特征在于，包括机械臂、RGBD相机、标签剥离装置、标签收放装置、工控机，其中，所述机械臂具有六个自由度；

所述RGBD相机安装在流水线上方，位于物体在流水线上最先出现的一侧，用于采集物体的RGB图像和深度图像，并将所述RGB图像和所述深度图像发送到所述工控机；

所述标签剥离装置通过第一支架安装在所述机械臂的末端，用于将标签从标签底纸上剥离；

所述标签收放装置独立于所述标签剥离装置，通过第二支架安装在流水线上，用于执行放标签操作和收标签操作；

所述工控机对所述RGB图像和所述深度图像进行处理，获取物体的空间位姿和运动状态，并将物体的所述空间位姿和所述运动状态的参考系由相机坐标系转换到机械臂基坐标系，计算出物体的预贴标签位姿和贴标签位姿；