[发明专利]基于计算机视觉的机械手跟踪定位在线识别与纠偏方法

摘要

本发明公开了一种基于计算机视觉的机械手跟踪定位在线识别与纠偏方法，采用计算机视觉技术获取机械手与所跟踪目标的同步运动状态图片，进行数字图像分析与处理，得出机械手与所跟踪目标的几何中心位置的相对偏差，机械手伺服控制系统根据该偏差值对机械手现有轨迹进行调整，从而完成机械手对跟踪运动目标的精确定位。本发明可实现对周期性变速运动机械手与所要跟踪定位的具有规则几何形状的运动目标之间的相对位置偏差的在线自动检测及校准；可以有效消除因机械手抖动等干扰因素引起的随机误差；有利于提高机械包装生产领域的自动化水平，保证生产质量，增大经济效益。

主权项

1.一种基于计算机视觉的机械手跟踪定位在线识别与纠偏方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立计算机视觉处理中的图像采集硬件系统；2)利用所述图像采集硬件系统采集图片，对采集到的图片进行分析处理，得出机械手与所跟踪运动目标的几何中心的相对位置偏差，机械手伺服控制系统实时获取到该偏差值，并根据该偏差值对机械手既定轨迹进行补偿，机械手伺服控制系统获取过去抓取到的10—20次图片所处理得到的偏差值，并对偏差值进行滤波后取平均处理以消除机械手在运行过程中因抖动而引起的随机误差，从而完成机械手在水平方向上的位移在线检测与自动纠偏；对采集到的图片进行分析处理的方法包括以下步骤：a)从已分配好的缓冲内存中取出当前所保存的黑白图片信息，对黑白图片进行去噪处理，并设定合理的阈值，所述阈值范围为[0,255]，对黑白图片进行边缘检测，最终得到一个轮廓清晰的边缘检测图；b)在边缘检测图的基础上，进行图像分割，将图片分割成两个子图片，其中一个图片为取物夹边缘检测图，另外一个图片为运动目标边缘检测图；c)对取物夹边缘检测图进行特征提取，取出取物夹中心手柄的图像感兴趣区域，建立图片的二维像素坐标系(X，Y)，利用扫描法和区域面积法，从图片的最左端开始，依次往右搜索X轴方向上的像素区域信息，根据所述阈值，找到取物夹中心手柄的左边缘，再从图片的最右端开始，依次往左搜索X轴方向上的像素区域信息，根据所述阈值，找到取物夹中心手柄的右边缘，根据取物夹中心手柄的规则形状，计算出手柄中心位置，即为取物夹的中心位置，将该取物夹的中心位置作为机械手的标定位置；对运动目标边缘检测图进行分析，建立对应的二维像素点坐标系，利用扫描法和区域面积法，从图片的最左端开始，依次往右搜索X轴上的像素点信息，根据所述阈值，确定运动目标的左边缘，再从图片的最右端开始，依次往左搜索X轴上的像素点信息，根据所述阈值，确定运动目标的右边缘，根据长方形中心计算公式，确定运动目标的中心位置；d)得出取物夹的中心位置与运动目标的中心位置以后，计算出两者之间的偏差，机械手伺服控制系统根据该偏差值对机械手轨迹进行在线自动调整；e)针对取物夹边缘检测图，采用循环扫描方式累计像素点个数，若像素点个数小于N1，则表明光源亮度不够，光照范围过小，进行报警提示；针对运动目标边缘检测图，采用循环扫描方式累计像素点个数，若像素点个数小于N2，则表明主轴传送带上没有任何需要跟踪的运动目标，进行报警提示，且不对机械手的运动轨迹作任何调整。