[发明专利]一种物料精密转载平台的视觉定位方法

说明书

本发明提供了一种物料精密转载平台的视觉定位方法，该方法能够实现精密转载平台与空中物料输送线的定位误差识别，并通过该平台消除定位误差，从而实现空中与地面物料的转载。在空中物料输送线上设置双色同心圆点标识，用于实现对悬挂输送线的定位误差识别。通过在粗定位和精定位点对不同直径大小的圆点标识的进行识别，实现二次精确定位。采用高效的圆检测算法提取圆点标识的圆心位置偏差。根据得到位置偏差，基于视觉伺服实现对精密移载平台运动的闭环控制。通过上述方式，本发明具有特征识别率高，实时性好，成本低等优点，能够实现对悬挂输送线的精确定位，定位误差能控制在0.5mm以内，并完成物料的转载任务。

技术领域：

本发明涉及一种物料精密转载平台的视觉定位方法，适用于汽车总装过程中，不同输送装备之间的定位及物料转载，其属于自动化设备技术领域。

背景技术：

目前汽车生产装配线具有多品种混流、自动化生产、生产节拍高、工序多等特点。在实际生产过程中，总装线上的物料输送系统安放的形式也会有一定的差别，有时需要地面输送线和空中输送线进行配合，实现物料在两条输送线之间进行转载。因此生产物流系统除了通常的物料输送设备之外，还需要物料升降顶升的转载设备，以实现物料在空间不同位置之间的移载。转载设备的转载速度和精度也会关系到各个装配单元的生产核心指标。目前汽车生产装配线中，无论是在汽车发动机合装过程中，或者空中物料与地面物料的转载，常采用激光定位或人工定位。激光定位能够获得精确的位置信息，定位精度为±1mm，可靠性高，但相应的成本也很高，而人工定位则会带来人为误差，精确性较低。随着计算机技术的迅猛发展，机器视觉也逐渐成熟起来，图像检测技术以其非接触、快速、精度高、成本低等优点，在各个领域中得到了广泛地应用。

因此，确有必要对现有的技术进行改进以解决现有技术的不足。

发明内容：

针对上述现有的不足和生产需要，本发明提供了一种物料精密转载平台的视觉定位方法，能够实现精密转载平台与空中物料输送线的精确定位以及物料转载。

本发明采用如下技术方案：一种物料精密转载平台的视觉定位方法，步骤如下：

步骤一，建立视觉系统模型：在空中物料输送线上安装双色同心圆点标识，外圈为红色，内圆为蓝色，在转载平台上垂直安装CCD摄像机，建立单目视觉系统模型，实时采集空中物料输送线上的圆点标识图像；

步骤二，识别图像采集：将CCD摄像机采集得到的原始图像转换为YCbCr颜色空间下的数字图像，根据转载平台所处的不同高度，以不同的颜色分量下的图像作为圆点标识特征识别图像；

步骤三，图像特征提取：对采集得到的图像进行图像预处理，对预处理后的圆点标识图像进行特征识别，提取圆点标识的边界点信息，计算得到圆点标识的圆心坐标；

步骤四，圆心位置偏差计算：根据得到的圆心坐标，计算得到相对于图像中心点坐标的偏差像素点个数，将计算得到的实时位置偏差信息发送给转载平台运动控制板；

步骤五，精确定位：运动控制器根据实时反馈回来的位置偏差信息对转载平台XY方向上的电机进行闭环运动控制，不断修正转载平台与悬挂输送线的相对位置，并通过设定不同的阈值范围实现对转载平台修正移动速度的控制，当位置偏差大于30个像素点时，转载平台的修正移动速度设置为2mm/s；当位置偏差在10到30个像素点之间时，转载平台的修正移动速度逐渐减到1mm/s；当位置偏差1到10个像素点之间时，转载平台的修正移动速度设置为1mm/s；当位置偏差在一个像素点范围内，电机停止运转，最终完成转载平台与空中物料输送线的精确定位。

进一步地，所述步骤二具体包括：

(1)转载平台在离空中物料输送线0.35m的粗定位点，以采集得到的彩色图像的红色分量作为圆点标识特征的原始数据，对双色同心圆点标识直径较大的红色外圈进行识别；