[发明专利]基于机器视觉的机器人分拣系统及方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的机器人分拣系统，其特征在于，包括控制单元、相机单元、机器人单元和治具单元，其中控制单元包括工业计算机(11)、交换机(10)，相机单元包括CCD数字相机(1)、镜头(2)和光源(3)，机器人单元包括六轴关节机器人本体(8)和电气控制柜(9)，治具单元包括真空吸盘(5)；

CCD数字相机(1)通过交换机(10)与工业计算机(11)连接，六轴关节机器人本体(8)与电气控制柜(9)相连，电气控制柜(9)接入交换机(10)，真空吸盘(5)刚性固定在六轴关节机器人本体(8)的末端，且与六轴关节机器人本体(8)的前臂共轴；

相机单元进行被分拣物品的图片拍摄、数据采集，并将拍摄的图片和采集的数据通过交换机(10)传输至工业计算机(11)；工业计算机(11)对采集到的被分拣物品图片进行图像处理和精确定位后，通过交换机(10)向电气控制柜(9)发送控制信号；电气控制柜(9)根据收到的控制信号操纵六轴关节机器人本体(8)执行相应的分拣动作。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的机器人分拣系统，其特征在于，所述相机单元的CCD数字相机(1)、镜头(2)和光源(3)顺次固定于相机固定支架(4)，光源(3)与镜头(2)同轴设置且二者角度均可调。

3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的机器人分拣系统，其特征在于，所述治具单元还包括空压机、电磁阀和真空发生器，用于真空吸盘(5)对被分拣物品进行吸取。

4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的机器人分拣系统，其特征在于，所述工业计算机(11)包括图像处理模块和机器人控制模块。

5.一种基于机器视觉的机器人分拣方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，确定被分拣的目标物品，将被分拣物品的特征选择或输入工业计算机(11)；

步骤2，调整镜头(2)和光源(3)的角度使二者对准待分拣物品放置区(6)，CCD数字相机(1)进行被分拣物品的图片拍摄、数据采集，并将拍摄的图片和采集的数据通过交换机(10)传输至工业计算机(11)；

步骤3，工业计算机(11)的图像处理模块对被分拣物品图片进行图像处理，判断图像中是否有目标物品：如果没有，则返回步骤2；如果有，则将所有目标物品提取出来，并进入下一步；

步骤4，工业计算机(11)的机器人控制模块对CCD数字相机(1)和六轴关节机器人本体(8)进行手眼标定后，根据图像坐标系、相机坐标系及机器人坐标系之间的转换关系确定各个目标物品在机器人坐标系的位置和姿态信息，将获取的各个目标物品的位置与姿态信息储存到文件中；

步骤5，确定所分拣的目标物品进行堆放的目标位置即分拣目标物品放置区(7)，并通过机器人控制模块求取各个目标物品位置与姿态运动学逆解，进行六轴关节机器人本体(8)的动作轨迹规划；

步骤6，通过交换机(10)向电气控制柜(9)发送控制信号，电气控制柜(9)根据收到的控制信号操纵六轴关节机器人本体(8)执行相应的分拣动作，引导六轴关节机器人本体(8)完成所有目标物品的吸取、搬运和堆放。

6.根据权利要求5所述的基于机器视觉的机器人分拣方法，其特征在于，步骤1所述将被分拣物品的特征选择或输入工业计算机(11)，具体为：

（1.1）如果数据库文件列表中没有所需目标物品，则在交互界面中对目标物品特征进行输入并储存，形成数据库文件；

（1.2）如果数据库文件列表中有所需目标物品，则直接选择并确定。