[发明专利]一种视觉引导分拣珍珠机器人及其分拣方法

说明书

本发明公开了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；本发明还公开了分拣珍珠机器人的分拣方法，改进的分水岭分割算法，避免珍珠过分割现象；根据珍珠分级的国家标准构建珍珠形状参数数学模型，实现对分散、粘连等不同状态下的珍珠进行识别和形状参数的计算，通过运用质心法并对机械臂进行手眼标定，确定珍珠质心位置，从而驱动机械臂对不同形状等级的珍珠进行分拣。

技术领域

本发明属于分拣机器人技术领域，涉及一种视觉引导分拣珍珠机器人，本发明还涉及上述分拣珍珠机器人的分拣方法。

背景技术

珍珠具有瑰丽的色彩、高雅的气质及美好的寓意，是我国农业的一个特殊产品。经过几十年的发展，我国珍珠年产量已达到世界珍珠总产量的73％，但产值与庞大的产量不相匹配，目前不到全球总产值的10％，形成了高产低值的现象。数量与价格的严重失衡，对整个行业的发展带来了不利影响。为确保珍珠的品质从而提高珍珠产值，可对珍珠进行分选。现阶段珍珠分选仍以人工分拣为主，珍珠的人工分拣虽具有柔性高、可以全方位评判等优势，但也存在不足：①劳动强度大，耗时费力，效率不高；②劳动者疲劳会影响判断正确性，造成漏检、误检；③容易由于主观因素导致分级质量参差不齐；④检测人员长时间目测耀眼的珍珠，对眼睛伤害大。人工分拣在一定程度上限制了珍珠产值的提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种视觉引导分拣珍珠机器人，解决了现有技术中存在的人工分拣费时费力，效率低，分拣人员长时间目测耀眼的珍珠，对眼睛伤害大的问题。

本发明的另一目的是提供上述分拣珍珠机器人的分拣方法。

本发明所采用的技术方案是，一种视觉引导分拣珍珠机器人，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，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；

自动下料模块包括支架，支架上连接有上下开口的料箱，料箱底部插接有挡板，挡板一端连接电磁铁一端，电磁铁另一端与支架连接，支架上还连接有斜面板；

机器视觉图像采集模块包括相机支架，相机支架上滑动连接相机，相机上设有定焦镜头，相机下方设有灯箱，灯箱内设有LED灯光贴片，灯箱一边连接斜面板；

分拣模块包括底座和分拣盒，底座连接机械臂一端，机械臂内设有步进电机和角度传感器，机械臂另一端连接舵机一端，舵机另一端连接吸盘，吸盘通过吸管连接气泵，底座内还设有与气泵连接的电磁阀，分拣盒设于灯箱异于斜面板一侧。

本发明的特点还在于：

支架包括垂直连接的底板和立板，立板上连接有L型板，料箱与斜面板均与立板连接，电磁铁另一端与L型板连接。

灯箱的横切面为四边形，灯箱一边连接斜面板、其他三边均设有用于防止珍珠滚落的凸台，凸台高5cm。

机械臂包括与底座转动连接的腰部，腰部通过腰关节连接大臂，大臂通过大关节连接小臂，小臂通过小关节连接舵机。

腰关节、大关节和小关节内均设有步进电机和角度传感器，步进电机的输出轴分别与大臂、小臂和舵机连接，底座内还设有用于驱动腰关节转动的步进电机。

本发明所采用的另一种技术方案是，一种视觉引导分拣珍珠机器人的分拣方法，采用分拣珍珠机器人，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；