[发明专利]一种基于机器视觉的物料搬运系统及搬运方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的物料搬运系统，包括麦克纳姆轮运动控制模块(10)、STM32核心控制模块(11)、机械臂模块(12)、HC-SR04超声波测距模块(13)、QTI寻迹模块(14)、OpenMV摄像头模块(15)、临时仓库(16)和光电传感器(17)，其特征在于：

所述STM32核心控制模块(11)通过STM32F103VCT6芯片来组成单片机的最小控制系统并提供相应接口，完成对整个搬运系统的控制与调度；

所述机械臂模块(12)由铝合金架构成，机械臂可抓取物料跟随系统移动，所述机械臂模块(12)与OpenMV摄像头模块(15)相连，并受其控制；

所述HC-SR04超声波测距模块(13)用于判断前方是否有障碍物，该模块与STM32核心控制模块(11)上的PC12和PC13接口连接，其中PC13用于触发超声波检测，PC12用于计算回波时间，从而计算出与目标点间的距离；

所述QTI寻迹模块(14)用于指定搬运系统的可移动区域，QTI寻迹模块(14)与STM32核心控制模块(11)上的PE0、PE1、PE2、PE3接口连接；

所述OpenMV摄像头模块(15)用于从众多不同颜色、不同形状的物料中，选取指定形状与颜色的物料；OpenMV摄像头模块(15)采用OpenMV M7摄像头，该模块与STM32核心控制模块(11)上的PE4、PE5接口连接；当OpenMV摄像头模块(15)识别成功后，通过输出模块的高低电平反馈给STM32核心控制模块(11)；所述OpenMV摄像头模块(15)与HC-SR04超声波测距模块(13)相配合，判断搬运系统与物料之间的距离与方位，并将数据传递至机械臂模块(12)进行准确抓取；

所述临时仓库(16)用于存放需要搬运的物料；

所述光电传感器(17)与STM32核心控制模块(11)上的PE6接口连接，用于判断搬运系统是否到达指定的分拣点或卸货点。

2.一种基于机器视觉的物料搬运方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.启动前，搬运系统位于起点位置，机械臂处于收起状态；启动后，搬运系统通过QTI寻迹模块(14)和麦克纳姆轮运动控制模块(10)移动到分拣点，当光电传感器(17)检测到电平变化时，即表示到达了分拣点，系统停车，在上述运动过程中，HC-SR04超声波测距模块(13)始终运行以判断前方是否有障碍物并自动避障；

S2.所述分拣点处有一个运行中的传送带，传送带上有众多不同颜色、不同形状的物料，到达分拣点后，STM32核心控制模块(11)通过改变PE5接口处的引脚电平，命令OpenMV摄像头模块(15)开始搬运工作；

S3.OpenMV摄像头模块(15)接收命令后，首先控制机械臂模块(12)展开，对准传送带，再对传送带上的物料进行识别；

S4.当OpenMV摄像头模块(15)识别到目标物料后，OpenMV摄像头模块(15)控制机械臂模块(12)进行抓取，并投放到临时仓库(16)；

S5.抓取和投放操作完成后，机械臂模块(12)收缩，OpenMV摄像头模块(15)控制PE4接口处的电平将下一步指令传递给STM32核心控制模块(11)；

S6.STM32核心控制模块(11)接收来自OpenMV摄像头模块(15)的指令后，通过QTI寻迹模块(14)和麦克纳姆轮运动控制模块(10)移动到卸货点，当光电传感器(17)检测到电平变化时，即表示到达了卸货点，系统停车，HC-SR04超声波测距模块(13)始终运行以判断前方是否有障碍物并自动避障；

S7.到达卸货点后，所述STM32核心控制模块(11)控制机械臂模块(12)将临时仓库(16)中的物料卸下；

S8.重复步骤S1～S7，直至操作员手动停止搬运系统运行。