[发明专利]一种基于视觉定位的工业机器人工件抓取实现方法

权利要求书

1.一种基于视觉定位的工业机器人工件抓取实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过固定的全局CCD摄像头，进行工件图像采集，并通过以太网接口，将工件图像信息传入机器人控制系统中；

机器人控制系统对工件图像进行处理，获得工件位置矢量信息；

机器人根据工件位置矢量信息，进行笛卡尔与关节坐标变换，实现末端手爪对工件进行定位夹取。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉定位的工业机器人工件抓取实现方法，其特征在于，所述机器人控制系统对工件图像进行处理，获得工件位置矢量信息，包括以下步骤：

对工件图像进行预处理；

基于Canny算子对工件图像进行轮廓检测；

根据得到的工件连续轮廓，计算工件最小外接矩形，确定工件质心；

根据工件质心和主轴，对工件长边进行判断，并计算长边与水平轴的夹角；

所述工件质心和夹角构成工件位置矢量信息(X,Y,γ)。

3.根据权利要求2所述的一种基于视觉定位的工业机器人工件抓取实现方法，其特征在于，所述对工件图像进行预处理，包括以下步骤：

采用加权平均值法对工件彩色图像进行灰度处理；

采用双边滤波方法对灰度值进行图像滤波；

将图像灰度进行二值化处理。

4.根据权利要求3所述的一种基于视觉定位的工业机器人工件抓取实现方法，其特征在于，所述加权平均值法，具体为：

通过下式将RGB赋予不同的权值，

Gary＝W_R×R+W_G×G+W_B×B

其中，Gary为灰度化后的灰度值，W_R为红色通道的权值，R代表红色，W_G为绿色通道的权值，G代表绿色，W_B为蓝色通道的权值，B代表蓝色。

5.根据权利要求3所述的一种基于视觉定位的工业机器人工件抓取实现方法，其特征在于，所述双边滤波通过下式进行滤波：

h_x(x)＝k^-1∫∫f(ξ)c(ξ-x)s(f(ξ)-f(x))dξ

其中，h_x(x)为滤波后像素点的灰度值，f(ξ)为灰度值函数，c(ξ-x)为中心点与其邻域内点的空间相似度，s(f(ξ)-f(x))为中心点与其邻域内点的灰度相似度，ξ为中心点，k为归一化系数，其表达式如下，

k(x)＝∫∫c(ξ-x)s(f(ξ)-f(x))dξ

其中，k(x)是k的表达式。

6.根据权利要求2所述的一种基于视觉定位的工业机器人工件抓取实现方法，其特征在于，所述基于Canny算子对工件图像进行轮廓检测，包括以下步骤：

通过高斯滤波器平滑图像，并对图像进行微分操作，计算得到图像梯度的方向和幅度；

在图像梯度方向上搜索图像中可能的边缘点，并剔除噪声边缘点；

再对检测得到的所有图像轮廓进行过滤，剔除非目标轮廓；

通过计算图像中检测得到的边缘轮廓的面积和周长，筛选轮廓区域，删除孤立的、相对较小的连续的边缘，得到连续的工件轮廓。