[发明专利]一种基于进化图像处理的真空吸盘定位抓取系统

权利要求书

1.一种基于进化图像处理的真空吸盘定位抓取系统，其特征在于：步骤如下：S1，在管片吊机的真空吸盘上安装支架，支架上安装有超声波传感器和摄像头；S2，对管片上的锥形孔用红色油漆进行涂覆；

S3，对管片进行定位抓取。

2.根据权利要求1所述的基于进化图像处理的真空吸盘定位抓取系统，其特征在于：在步骤S3中，管片定位分为自动模式和手动模式，当管片和真空吸盘的对准为自动模式时；步骤为：S3.1对管片和真空吸盘进行粗对准；

S3.2，对管片和真空吸盘进行精对准；

S3.3，当确认真空吸盘定位销与管片的锥形孔完全对准后，将真空吸盘定位销插入管片锥形孔，完成自动定位；

当管片和真空吸盘的对准为手动模式时，步骤如下；S3.4，将管片运输至管片吊机下方，管片吊机在竖直油缸的带动下向下移动，直至超声波传感器检测到真空吸盘与管片距离相距20cm时，超声波传感器将检测信号传输至控制器内，控制器处理后使竖直油缸停止移动；

S3.5，控制器启动摄像头视频工作模式，摄像头将采集的视频图像传输至控制器内，控制器控制液晶显示屏显示出管片的锥形孔位置；

S3.6，根据摄像头的位置利用绝对位置定位出真空吸盘定位销的位置并显示在图像中，利用水平油缸带动真空吸盘移动，使真空吸盘的定位销的中心点与锥形孔中心点重合；

S3.7，确认真空吸盘的定位销的中心点与锥形孔中心点完全对准后，将真空吸盘定位销插入管片锥形孔，完全手动定位。

3.根据权利要求2所述的基于进化图像处理的真空吸盘定位抓取系统，其特征在于；在步骤S3.1中，对管片和真空吸盘进行粗对准的具体步骤为：S3.1.1将管片运输至管片吊机下方，管片吊机在竖直油缸的带动下向下移动，直至超声波传感器检测到真空吸盘与管片距离相距50cm时，超声波传感器将检测信号传输至控制器内，控制器处理后使竖直油缸停止移动；

S3.1.2，控制器启动摄像头，摄像头对管片进行拍照，并将拍摄信息上传至控制器内，控制器对图片进行处理，得到管片锥形孔的中心位置；

S3.1.3，控制器控制水平油缸动作，带动真空吸盘移动，使真空吸盘定位销与管片的锥形孔同轴。

4.根据权利要求3所述的基于进化图像处理的真空吸盘定位抓取系统，其特征在于；在步骤S3.1.2中，控制器对图片进行处理，得到管片锥形孔的中心位置的具体步骤为：S3.1.2.1，建立基于彩色图像的控制指标F，控制指标F的计算公式如下：首先对拍摄到的图片进行区域分割，

S3.1.2.2，计算图片中每个像素点的控制指标F，并根据控制指标F与F₀的大小关系将图片进行分割，控制指标F>F₀的像素点为背景点，F₀为可变参数，使用进化算法进行全局寻优；

S3.1.2.3，图片分割完成后，利用Candy算法求取图片红色区域的边界，Candy算法的THRESH、SIGMA两个参数使用进化算法进行全局寻优；

S3.1.2.4，对红色区域边界上的像素点集合进行Hough变换，利用变换后像素点采用最小二乘法进行拟合椭圆；

S3.1.2.5，建立图像识别质量的目标函数M，计算公式如下：

其中，n为红色区域边界上像素点的个数；m为拟合椭圆边界上的像素点个数；

S3.1.2.6，比较目标函数M与设定值的大小；当M<80%时，利用进化算法更新参数矩阵[F0、THRESH、SIGMA],重复步骤S3.1.2.2—S3.1.2.5；当M>80%时，进行下一步；

S3.1.2.7，计算拟合椭圆的中心，拟合椭圆的中心就是管片的锥形孔中心。

5.根据权利要求4所述的基于进化图像处理的真空吸盘定位抓取系统，其特征在于；所述进化算法包括但不限于遗传算法、粒子群算法和模拟退火算法。

6.根据权利要求2所述的基于进化图像处理的真空吸盘定位抓取系统，其特征在于；在步骤S3.2中，对管片和真空吸盘进行精对准的具体步骤为：S3.2.1控制器控制竖直油缸的带动下向下移动，直至超声波传感器检测到真空吸盘与管片距离相距20cm时，超声波传感器将检测信号传输至控制器内，控制器处理后使竖直油缸停止移动；

S3.2.2，重复步骤S3.1.2和步骤S3.1.3，使真空吸盘定位销与管片的锥形孔同轴。