[发明专利]一种具有中心位置识别的抓取工业机器人

权利要求书

1.一种具有中心位置识别的抓取工业机器人，包括工业机器人控制系统、传感器系统、操控系统、网络集成控制系统、视觉跟踪系统以及执行机构，传感器系统与工业机器人控制系统连接，工业机器人控制系统包括示教器、运动控制器，操控系统包括工控机，视觉跟踪系统包括RGB摄像机、激光扫描仪、跟踪摄像机，射频收发射装置，传感器系统包括多个六轴传感器、光学传感器、运动传感器、霍尔电流传感器，执行机构包括机械部分和电力部分；

RGB摄像机观测工件进入视野范围，在视野范围内的工件输送线的中间放置触发器，当工件触碰到触发器时，RGB摄像机捕捉图像，并把捕捉到的图像传递到工控机进行图像处理，对图像进行分析处理后会得到目标工件的形状及抓取位置信息，发送给工业机器人，然后工业机器人指定位置进行抓取，并且根据形状不同，目标工件也会被码垛在工件放置区的不同地方。对采集得到的图像进行分析处理，识别出目标工件的形状，得到目标工件的中心位置；

使用图像处理获取工件中心位置的具体过程如下：

步骤1，获取工件输送线和工件的原始图像，RGB摄像机的镜头光轴与工件输送线保持平行；

步骤2，图像增强，对原始图像中的RGB值分别进行滤波去噪。对原始图像的进行滤波去噪，噪声包括设备噪声、椒盐噪声、量化噪声；

步骤3，图像分割，获取工件目标图像；

步骤4，图像去噪；

步骤5，获取工件目标的中心位置。

2.根据权利要求1所述的一种具有中心位置识别的抓取工业机器人，其特征在于步骤2具体为：噪声的滤波过程如下式所示：

其中，以原始图像的中心为原点建立直角坐标系x-0-y，f_R(x,y)、f_G(x,y)、f_B(x,y)分别为原始图像中位于坐标(x,y)的像素的R、G、B值函数，其中x＝(0,1,……255),y∈(0,1,……255)，而F_R(x,y)、F_G(x,y)、F_B(x,y)为滤波后的R、G、B值函数，N×N为表示截取的窗口的尺寸，N＝(3,5,7......)，优选为N＝3，P表示窗口内的像素组成的点集。

3.根据权利要求1所述的一种具有中心位置识别的抓取工业机器人，其特征在于步骤3具体为：

步骤3.1，对RGB颜色空间进行转换，生成新的颜色空间U₁U₂U₃。

经过滤波后的F_R(x,y)、F_G(x,y)、F_B(x,y)经过下述转换变为相应的系数函数：

其中，U₁(x,y)为红绿相关函数，U₂(x,y)为红蓝相关函数，U₃(x,y)为绿蓝相关函数；

步骤3.2，工件与工件输送线的区分。

构建工件与工件输送线的分割函数G_S(x,y)，使用U₁(x,y)、U₂(x,y)作为判断条件：

其中，T_S为分割阈值。

4.根据权利要求1所述的一种具有中心位置识别的抓取工业机器人，其特征在于步骤4具体为：

步骤4.1，构建二值分割函数G'_A(x,y)，在运算前首先将分割函数G_A(x,y)进行二值化，二值分割函数为：

步骤4.2，使用开运算，先对二值图像进行腐蚀运算然后在进行膨胀运算；

步骤4.3，使用闭运算。先对二值图像进行膨胀运算然后在进行腐蚀运算；

步骤4.4，生成最终的工件目标函数G_F(x,y)。经过开合运算后的二值图像与分割函数G'_A(x,y)构成的二值图像进行与运算，在1值的区域将G_A(x,y)的值按照坐标逐一赋值，构成最终的工件目标函数G_F(x,y)。