[发明专利]一种基于机器视觉的叠片机及其片料校准方法和控制方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的叠片机的片料校准方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：获取机械手取料机构在视觉对位区域内抓取片料的图像；

步骤2：识别步骤1中所述图像的片料区域得到片料区域图像，再进行边缘检测得到片料的边缘图像；

步骤3：对边缘图像采用Hough变换检测所述边缘图像中最长直线，并基于所述最长直线计算出旋转角度；

步骤4：基于所述旋转角度并以步骤1中所述图像的中心点进行旋转得到平面图像；

步骤5：将步骤4中得到的平面图像输入至训练好的yolo3网络得到片料目标点坐标；

其中，所述yolo3网络是以标准状态下片料图像以及片料定位框四角坐标点进行训练的，基于片料定位框四角坐标点可计算出片料目标点坐标；

步骤6：利用步骤3中的所述旋转角度、步骤5中所述片料目标点坐标与标准目标点的横纵距离控制所述机械手取料机构的旋转和移动，进而将所述片料叠放至堆叠区；其中，选择目标叠放区中标准状态下任一片料图像的片料目标点作为所述标准目标点。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的叠片机的片料校准方法，其特征在于：步骤2中所述片料区域图像的获取过程为将步骤1中所述图像从RGB颜色空间转换到HSV颜色空间，再通过HSV颜色空间过滤获得片料区域图像。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的叠片机的片料校准方法，其特征在于：所述yolo3网络的训练过程为：

首先，在堆叠区将片料调整至标准状态，再获取机械手取料机构抓取片料的多幅标准图像；

然后，识别标准图像的片料区域得到片料区域图像，再确定片料定位框四角坐标点；

最后，基于多幅片料区域图像或所述多幅标准图像及其对应的片料定位框四角坐标点对yolo3网络进行训练；

其中，所述yolo3网络的输入为片料区域图像或原始抓取图像，输出为四角坐标点确定的片料定位框。

4.一种基于机器视觉的叠片机，其特征在于：设有片料校准子系统，所述片料校准子系统中包括设置于堆叠区上方的摄像头、与所述摄像头通信连接的工控机；

其中，所述工控机中载入或调用权利要求1-3任一项所述的片料校准方法的程序，最终控制机械手取料机构的移动和旋转，进而将所述片料叠放至堆叠区。

5.根据权利要求4所述的叠片机，其特征在于：还至少包括：片料升降台；所述片料升降台包括片料升降区以及成品升降区，所述成品升降区为堆叠区；

所述片料升降区和所述成品升降区的升降平台机构均与所述工控机通信连接，所述工控机通过控制升降平台机构以实现片料升降区的自动上升以及成品升降台的自动下降，使得片料升降区上的取料高度与所述成品升降区上的放料高度一致；

其中，依据片料类型划分所述片料升降区，每类片料对应一个片料升降区。

6.根据权利要求5所述的叠片机，其特征在于：所述升降平台机构包括升降台、设置于升降台侧边的导向杆以及伺服升降机构，所述伺服升降机构用于驱动升降台沿着导向杆实现升降；

和/或所述片料升降区的升降台上设有倍速链和/或阻挡机构，所述阻挡机构位于升降台上取料区的边界上，用于阻挡料盘；所述倍速链设置在取料区的两侧，通过所述倍速链将放置片料的料盘输送至取料区；

和/或所述片料升降区和所述成品升降区的支架上设有超强离子风棒和/或毛刷防带料机构，所述支架承载所述升降平台机构中的升降台。

7.根据权利要求4所述的叠片机，其特征在于：还至少包括：与工控机连接的取料机械手移动机构以及与所述取料机械手移动机构连接的机械手取料机构，所述取料机械手移动机构驱动所述机械手取料机构实现横向x、纵向y、高度方向z的移动以及R轴的旋转。