[发明专利]一种甑锅料面三维形貌及热区分布识别的上甑方法

说明书

本发明提出了一种甑锅料面三维形貌及热区分布识别的上甑方法，以甑锅底面中心点为原点建立甑锅坐标系，分别将红外相机坐标系、三维相机坐标系、机器人坐标系与甑锅坐标系进行标定；通过红外相机获取甑锅酒醅料面的实时温度分布数据，根据实时温度分布数据识别酒醅料面的冒汽区域的形状和位置，并根据冒汽区域的形状和位置控制机器人进行铺料；通过三维相机获取甑锅酒醅料面的三维形貌数据，根据三维形貌数据识别酒醅料面的凹陷区域的形状和位置，并根据凹陷区域的形状和位置控制机器人进行补料。本发明可以实现机器人代替传统人工探气上甑时的眼睛看到上汽后上甑动作的流程，达到人工上甑时“见湿盖料”的效果，使酒汽上得齐，不压汽，不跑汽。

技术领域

本发明涉及酒品酿造设备技术领域，尤其涉及一种甑锅料面三维形貌及热区分布识别的上甑方法。

背景技术

上甑是白酒酿造过程中一道重要工艺，原粮经过发酵后需要通过上甑蒸馏才能生产出原酒。上甑工艺有着严格的要求：甑锅内酒醅必须疏松，加热用蒸汽必须缓慢，穿汽要匀，探汽上甑，不准跑汽，轻撒匀铺，要使甑内穿汽均匀，严禁起堆塌汽等。目前各大白酒厂均采用人工簸箕上甑方法，但由于人工劳动强度大、劳动环境差，机器人替代人工上甑的需求越来越迫切。

机器人上甑首先需要解决上甑过程对锅甑内料面的平整度和冒汽位置进行探测，机器人再根据这些信息自动控制布料的区域和厚度。但是，目前已有的机器人上甑检测信息不全，无法同时检测冒汽位置和料面平整度，无法预测冒汽点的位置，又或者无法准确定位料面各个点位的准确位置，从而导致机器人无法完全实现传统的人工上甑工艺。

发明内容

本发明提出一种甑锅料面形状识别的上甑方法，解决了现有技术中机器人上甑检测参数不全导致无法完全实现传统的人工上甑工艺的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种甑锅料面三维形貌及热区分布识别的上甑方法，包括以下步骤：

以甑锅底面中心点为原点建立甑锅坐标系，分别将红外相机坐标系、三维相机坐标系、机器人坐标系与所述甑锅坐标系进行标定；

通过红外相机获取甑锅酒醅料面的实时温度分布数据，根据所述实时温度分布数据识别酒醅料面的冒汽区域的形状和位置，并根据冒汽区域的形状和位置控制机器人进行铺料；

通过三维相机获取甑锅酒醅料面的三维形貌数据，根据所述三维形貌数据识别酒醅料面的凹陷区域的形状和位置，并根据凹陷区域的形状和位置控制机器人进行补料。

本发明通过红外相机获取甑锅酒醅料面的实时温度分布数据，根据所述实时温度分布数据识别酒醅料面的冒汽区域的形状和位置，并根据冒汽区域的形状和位置控制机器人进行铺料；同时通过三维相机获取甑锅酒醅料面的三维形貌数据，根据所述三维形貌数据识别酒醅料面的凹陷区域的形状和位置，并根据凹陷区域的形状和位置控制机器人进行补料；可以同时监测料面的平整度和冒汽位置，上甑检测信息全，可以达到传统的人工上甑工艺的效果。

作为本发明优选的方案，将红外相机坐标系、三维相机坐标系、机器人坐标系与所述甑锅坐标系进行标定的方法为：

取一长宽高已知的长方体参照物，参照物加热后放置于甑锅底部任一位置，利用红外相机和三维相机同时采集参照物的热红外图像和可见光图像，分别计算热红外图像和可见光图像中参照物的像素，根据像素与参照物实际尺寸计算换算系数；

测量参照物在甑锅坐标系中的坐标数据，分别计算参照物在红外相机坐标系、三维相机坐标系中的坐标数据；根据参照物在红外相机坐标系、三维相机坐标系、甑锅坐标系中的坐标数据，分别计算红外相机坐标系、三维相机坐标系与甑锅坐标系之间的转换关系；

控制机器人的执行端运动到甑锅内任一位置，测量机器人执行端在甑锅坐标系中的坐标数据，根据机器人执行端在甑锅坐标系中的坐标数据和机器人执行端在机器人坐标系中的坐标数据，计算机器人坐标系与甑锅坐标系之间的转换关系。