[发明专利]一种基于视觉的工业机器人码垛方法

说明书

本发明公开了一种基于视觉的工业机器人码垛方法，其包括：建立平面坐标系；在平面坐标系中标记多个码垛区，并在每一码垛区内设置多个码垛分区；控制工业机器人抓取物料并放置于预设的物料识别区；对物料识别区的物料进行拍照获得物料图像，并对物料图像进行图像识别，得到物料的当前颜色、当前形状和当前尺寸；根据当前颜色控制工业机器人抓取物料并移动至与所述当前颜色对应的码垛区；根据当前形状控制工业机器人移动至与所述当前形状对应的码垛分区；根据当前尺寸控制工业机器人移动至与所述当前尺寸对应的码垛坐标点，并码垛物料。本发明能够根据物料的实际情况进行码垛。

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，特别是涉及一种基于视觉的工业机器人码垛方法。

背景技术

机器人视觉主要用计算机来模拟人的视觉功能，并不仅仅是人眼的简单延伸，更重要的是具有人脑的一部分功能。从客观事物的图像中提取信息，进行处理并加以理解，最终用于实际检测、测量和控制。机器视觉的最大特点是速度快、信息量大、功能多。

将工业机器人与视觉技术进行结合，帮助工业机器人胜任更加智能化的工作，已经成为工业机器人应用领域的一种趋势。目前应用于学校进行机器人及视觉相结合的实训设备是为工业机器人行业培训工程技术人才的重要教学设备。

实训设备最主要的功能是演示工业机器人分拣、码垛物料，帮助学员学习工业机器人的工作原理。现有的实训设备预先设定好抓起点和摆放点，工业机器人在抓起点和摆放点抓起及码垛物料，然而，这种工作方式不能够对物料的实际情况分析判断，如不能够区分物料颜色、形状、尺寸等，而只是被动的搬运，适应性极差。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于视觉的工业机器人码垛方法，能够根据物料的实际情况进行码垛。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于视觉的工业机器人码垛方法，包括以下步骤：建立平面坐标系；在所述平面坐标系中标记多个码垛区，并在每一码垛区内设置多个码垛分区，其中，所述码垛分区包含多个码垛坐标点，所述多个码垛区分别对应物料的多种颜色，每一所述码垛区的多个码垛分区分别对应物料的多种形状，所述多个码垛坐标点分别对应物料的多种尺寸；控制工业机器人抓取物料并放置于预设的物料识别区；对物料识别区的物料进行拍照获得物料图像，并对物料图像进行图像识别，得到物料的当前颜色、当前形状和当前尺寸；根据当前颜色控制工业机器人抓取物料并移动至与所述当前颜色对应的码垛区；根据当前形状控制工业机器人移动至与所述当前形状对应的码垛分区；根据当前尺寸控制工业机器人移动至与所述当前尺寸对应的码垛坐标点，并码垛物料。

优选的，在码垛物料时，所述物料的几何中心对准所述码垛坐标点。

优选的，所述对物料图像进行图像识别，得到物料的当前颜色、当前形状和当前尺寸的步骤具体包括：提取物料图像的颜色特征，与模板图像进行颜色匹配；提取物料图像的形状特征，与模板图像进行形状匹配；当颜色匹配和形状匹配达到设定条件，确定匹配通过，得到物料的当前颜色、当前形状；根据当前形状获取物料的当前尺寸。

优选的，所述提取物料图像的颜色特征，与模板图像进行颜色匹配的步骤具体包括：将物料图像的RGB颜色空间转换为HSV颜色空间，去除饱和度较低的像素点后，根据H特征获取直方图并计算其概率密度分布图；采用Meanshift算法找寻基于模板直方图的颜色信息量最大的中心点；将以所述中心点为中心的搜索窗口分为左上、左下、右上、右下四个子窗口，并分别进行概率密度图的颜色总量对比。

优选的，所述颜色匹配的设定条件为：当颜色总值均占模板图像颜色总值的40％～200％，确定为颜色匹配通过。