[发明专利]高速灌装机械手跟踪定位偏差在线识别与纠偏方法

权利要求书

1.一种高速灌装机械手跟踪定位偏差在线识别与纠偏方法，其特征在于，步骤为：

S1:将多个针杆安装在同一个机械手上，使多个针杆对准同一个拨块的多个卡槽，第一根针杆靠近两个拨块形成的缝隙处，搭建一个针对机械手带动的针杆与瓶口中心同步运动区域的图像采集系统，用来进行图像采集，所述图像采集系统包括摄像头和光源，所述摄像头安装在机械手的支架上，对准第一个针杆，在机械手每次到达一个固定位置时进行图像采集；

S2：根据采集到的图像得出灌装针杆与瓶口中心的相对位置偏差；即：先确定针杆中心位置；再对瓶口区域进行检测，确定瓶口边缘位置，并根据瓶口左右边缘位置计算出瓶口的中心位置；最后结合针杆中心位置与瓶口的中心位置来得出所述相对位置偏差；在所述步骤S2中确定针杆中心位置的方法为：先划分出针杆的感兴趣区域ROI，在确定针杆感兴趣区域ROI区域的基础上，利用投影法，根据像素点的统计特征确定针杆中心位置；所述步骤S2中在对瓶口区域进行检测时，采用分成有瓶和无瓶两种情况的方法：

a.有瓶情况下，利用瓶口边缘的像素点特征确定瓶口边缘位置；根据瓶口左右边缘位置计算出瓶口的中心位置，计算公式为：

瓶口中心位置＝瓶口左边缘+(瓶口右边缘—瓶口左边缘)/2；

b.无瓶情况下，通过检测瓶子半圆卡槽的中心点确定瓶口中心；在得到清晰的卡槽边缘检测图的基础上，通过卡槽感兴趣区域在Y轴上的像素投影特征找到卡槽半圆直径位置，在此基础上再确定卡槽半圆的中心，即瓶口中心，瓶口中心的计算公式为：

瓶口中心位置＝卡槽左边缘+(卡槽右边缘—卡槽左边缘)/2；

当针杆中心过分偏离瓶子卡槽中心，即针杆中心完全偏离卡槽半圆范围时，先检测出针杆所对着的相邻两卡槽半圆间的平台中心，并分析此时针杆所对着的平台中心是否包含缝隙；如果检测到的平台中心不包含缝隙，则通过将针杆往前补偿半个卡槽的位置的方式找到卡槽半圆中心，即瓶口中心；如果检测到的平台中心包含缝隙，则通过将针杆往后补偿半个卡槽的位置的方式找卡槽半圆中心，即瓶口中心；

S3：根据步骤S2得到的相对位置偏差，控制机械手的运行轨迹，完成纠偏。

2.根据权利要求1所述的高速灌装机械手跟踪定位偏差在线识别与纠偏方法，其特征在于，在确定针杆中心位置的过程中，对针杆的异常情况进行判断，在达到所预设的报警条件后，发出报警信号。

3.根据权利要求1所述的高速灌装机械手跟踪定位偏差在线识别与纠偏方法，其特征在于，在所述步骤S2中还包括对平台缝隙的检测流程，即：从原图中分割出包含缝隙的部分，进行边缘检测并使得边缘检测图清晰干净，在边缘检测图形的基础上，以针杆位置为基准，分别向左右两边进行像素点的搜索，在一定的范围内对像素进行累积遍历，通过比较左右两边像素点的多少，判断出缝隙与针杆的相对位置。

4.根据权利要求1或2或3所述的高速灌装机械手跟踪定位偏差在线识别与纠偏方法，其特征在于，所述步骤S3中，先保存过去一段时间的偏差值，通过对这一段时间的偏差值取平均处理后，用来调整机械手的轨迹。

5.根据权利要求1或2或3所述的高速灌装机械手跟踪定位偏差在线识别与纠偏方法，其特征在于，所述光源安装在摄像头的正对面。

6.根据权利要求5所述的高速灌装机械手跟踪定位偏差在线识别与纠偏方法，其特征在于，在高速灌装机的PLC控制器发出一个电平信号之后，触发摄像头进行拍照；所述摄像头拍照后，将图片信息保存于所分配好的缓冲内存中以供下一步具体的图片处理。