[发明专利]工业机器人物料抓取中工件的定位识别系统及方法

说明书

本发明涉及计算机视觉跟踪技术领域，具体公开一种工业机器人物料抓取中工件的定位识别系统，包括人工标志模块，所述人工标志为分别对称设置于工件放置区域四个顶角的多边形，用于标记工件的位置；图像采集模块，用于采集工件放置区域的图像；图像分析模块，用于对所获取的工件放置区域的图像进行二值化处理，并进行连通域分析及人工标志定位，并根据位置关系判断工件的有无。本发明具有有效解决工件位置不固定，无法进行示教的问题、实现抓取的自动化与智能化的有益效果。

技术领域

本发明涉及计算机视觉技术领域，特别涉及一种工业机器人物料抓取中工件的定位识别系统及方法。

背景技术

在工业视觉领域中，对工件的识别主要分为两个思路：一种是根据工件本身的特点，对工件直接进行识别；另一种是根据其他与工件具有精确相对关系的物品，间接进行识别。对于直接对工件进行识别的情况，需根据工件实际的特征进行分析，并非所有的工件都可以用视觉的方法直接进行识别。一方面，对于一些特征不明显的工件，直接进行识别并不是一个很好的选择，其识别难度较大，并且识别稳定性难以得到保证；另一方面由于工件种类较多且无法固定其位置。对于此种情况适宜采用间接定位，虽然由于间接定位引入了新的误差，但是可以让工件的识别更加的容易和稳定。因此，对于精度要求没有那么严格的工件的识别，间接识别也是一种很好的选择。

发明内容

本发明旨在克服现有机器人工件抓取过程中工件种类多无法固定其位置的技术缺陷，提供一种工业机器人物料抓取中工件的定位识别系统及方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种工业机器人物料抓取中工件的定位识别系统，包括以下模块：

人工标志模块，所述人工标志为分别对称设置于工件放置区域四个顶角的多边形，用于标记工件的位置；

图像采集模块，用于采集工件放置区域的图像；

图像分析模块，用于对所获取的工件放置区域的图像进行二值化处理，并进行连通域分析及人工标志定位，并根据位置关系判断工件的有无。

一些实施例中，所述多边形为三角形。

一些实施例中，图像分析模块的连通域分析的过程为：

对图像逐行扫描，将每一行中连续的非零像素组成一个序列，并记录下它的起点、终点和行号；

对于除了第一行外的所有行里的序列：

若与上一行中的序列没有重合，则赋予一个新的标号；

若仅与上一行中一个序列有重合，则赋予上一行的序列标号；

若与上一行中的2个以上的序列有重合，则给当前序列赋一个相连序列的最小标号，并将上一行的这几个序列的标记计入相同的一个类，记为等价对。

一些实施例中，图像分析模块通过搜索连通区域外轮廓上的直线个数来对多边形进行定位。

一些实施例中，图像分析模块通过搜索连通区域外轮廓上的直线个数来对多边形进行定位的具体过程为：

提取连通区域的外轮廓；

随机初始化一个点，找到最远距离点，获得两条线段，并将外轮廓点初始化为两部分；

对每条线段，在其点集中找到距其最远的点，判断当前线段是否可用来近似对应的点集；

获得最终的线段集合，线段集合即为外轮廓的多折线拟合；

根据多边形的线段数及线段间的关系，判断是否为所设置的人工标志。

相应地，本发明还提供工业机器人物料抓取中工件的定位识别方法，包括以下步骤：