[发明专利]一种视觉引导分拣珍珠机器人及其分拣方法

权利要求书

1.一种视觉引导分拣珍珠机器人，其特征在于，包括自动下料模块、机器视觉图像采集模块、分拣模块以及控制模块，所述自动下料模块、机器视觉图像采集模块和分拣模块均与控制模块连接；

所述自动下料模块包括支架(10)，所述支架(10)上连接有上下开口的料箱(6)，所述料箱(6)底部插接有挡板(7)，所述挡板(7)一端连接电磁铁(9)一端，所述电磁铁(9)另一端与支架(10)连接，所述支架(10)上还连接有斜面板(8)；

所述机器视觉图像采集模块包括相机支架(1)，所述相机支架(1)上滑动连接相机(2)，所述相机(2)上设有定焦镜头(3)，所述相机(2)下方设有灯箱(14)，所述灯箱(14)内设有LED灯光贴片，所述灯箱(14)一边连接所述斜面板(8)；

所述分拣模块包括底座(21)和分拣盒(22)，所述底座(21)连接机械臂一端，所述机械臂内设有步进电机和角度传感器，所述机械臂另一端连接舵机(4)一端，所述舵机(4)另一端连接吸盘(5)，所述吸盘(5)通过吸管(11)连接气泵(12)，所述底座(21)内还设有与气泵(12)连接的电磁阀，所述分拣盒(22)设于灯箱(14)异于斜面板(8)一侧。

2.根据权利要求1所述的一种视觉引导分拣珍珠机器人，其特征在于，所述支架(10)包括垂直连接的底板和立板，所述立板上连接有L型板，所述料箱(6)与斜面板(8)均与立板连接，所述电磁铁(9)另一端与L型板连接。

3.根据权利要求1所述的一种视觉引导分拣珍珠机器人，其特征在于，所述灯箱(14)的横切面为四边形，所述灯箱(14)一边连接所述斜面板(8)、其他三边均设有用于防止珍珠滚落的凸台(16)，所述凸台(16)高5cm。

4.根据权利要求1所述的一种视觉引导分拣珍珠机器人，其特征在于，所述机械臂包括与底座(21)转动连接的腰部(20)，所述腰部(20)通过腰关节连接大臂(19)，所述大臂(19)通过大关节(18)连接小臂(17)，所述小臂(17)通过小关节连接所述舵机(4)。

5.根据权利要求4所述的一种视觉引导分拣珍珠机器人，其特征在于，所述腰关节、大关节(18)和小关节内均设有步进电机和角度传感器，所述步进电机的输出轴分别与大臂(19)、小臂(17)和舵机(4)连接，所述底座(21)内还设有用于驱动腰关节转动的步进电机。

6.一种视觉引导分拣珍珠机器人的分拣方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的分拣珍珠机器人，具体按照以下步骤实施：

步骤1、利用相机采集掉落于灯箱上的珍珠的图像并传输给计算机；

步骤2、使用MATLAB图像处理软件对相机采集到的原始图像进行处理；

步骤3、运用改进的分水岭算法分割珍珠图像中接触的珍珠颗粒区域；

步骤4、再次使用MATLAB图像处理软件处理经步骤2分割后的珍珠图像，平滑处理珍珠轮廓区域并提取珍珠轮廓；

步骤5、通过构建珍珠形状参数模型，测量珍珠轮廓形状并定位；

步骤6、对机械臂进行手眼标定，确定坐标转换系数；

步骤7、将信号传输给机械臂控制器，机械臂控制器控制步进电机、角度传感器和气泵，根据珍珠不同形状级别，将珍珠分拣至分拣盒中。

7.根据权利要求6所述的一种视觉引导分拣珍珠机器人的分拣方法，其特征在于，所述步骤3具体包括以下步骤：

步骤3.1、基于步骤2.1处理后的图像，计算珍珠图像的梯度图像；

步骤3.2、在步骤3.1获取的梯度图像基础上对珍珠图像进行前景标记和背景标记；

步骤3.3、运用分水岭算法分割在步骤3.2获取的标记后珍珠图像中的粘连区域。