[发明专利]一种航空港行李箱搬运系统及其控制方法

权利要求书

1.一种航空港行李箱搬运系统的控制方法，其特征在于，搬运系统包括控制单元、与控制单元信号连接的检测单元和用于运输行李箱的运输单元；

所述控制单元包括控制箱和固定安装于机械臂上、且受控于控制单元的抓手；

所述检测单元包括网格激光、工业相机和压力薄膜传感器；所述工业相机和网格激光均安装于抓手的顶板上，且工业相机的四周环设有若干个点光源灯；所述压力薄膜传感器固定安装于抓手的内侧侧壁上；

所述运输单元包括传送带和设置于传送带一侧的运输小车；

网格激光、工业相机、薄膜压力传感器与小型嵌入式工控机连接，并通过小型嵌入式工控机与控制箱通信连接；

点光源灯为LED发光光源灯；

控制方法，包括以下步骤：

S1、工业相机标定，包括工业相机机内参数标定和手眼坐标转换关系标定；

S2、工业相机采集传送带上行李箱的图像信息，并将采集的图像信息传送至控制单元进行处理，得到图像中行李箱的位置信息；

S3、根据行李箱的位置信息控制抓手移动至目标位置，根据行李箱移动轨迹，控制抓手移动，设定抓手垂直下移距离和水平位移，直至抓手移动至行李箱的两侧；

S4、根据行李箱重量和薄膜传感器反馈的压力值抓取行李箱，并实时调整抓手的抓取力度；

S5、控制单元驱动机械臂旋转作业，将行李箱运输至运输小车上方，继续下移机械臂，控制抓手释放行李箱，行李箱落在运输小车上；

S6、控制单元控制机械臂回调至初始位置；

步骤S2包括：

采用剪影处理法对采集的图像信息数据进行标记提取；

对提取的图像信息进行二值化处理，并对二值化处理后的图像进行图像分割，得到含有行李箱目标区域的图像信息；

对分割后的图像信息进行滤波处理；

采用骨架化识别目标区域位置信息，并将位置信息传送至控制单元；

所述步骤S3中计算行李箱的移动轨迹，包括：

网格激光对待抓取行李箱的表面投射一组平行网格红色激光线，工业相机配合点光源进行图像拍摄，并将拍摄的图像信息传输至控制单元；

采用标准霍夫变换计算网格中水平直线方程和垂直直线方程，然后通过水平直线和垂直直线的交点计算网格线的起止点坐标；

将计算得到的起止点坐标在二值化图像的基础上进行直线绘制，并得出网格线检测的结果图。

2.根据权利要求1所述的航空港行李箱搬运系统的控制方法，其特征在于，根据网格线检测的结果图，计算网格水平线起始点坐标：

保持垂直直线方程不变，依次遍历所有水平直线方程，并计算每一条水平直线和既定的垂直线的交点坐标，计算得到实际网格水平直线的起始点坐标；

保持水平直线方程不变，依次遍历所有垂直直线方程，计算水平直线和垂直直线的交点坐标，计算得到实际网格垂直方向直线的起始点坐标；

根据网格线检测的结果图，计算网格水平线终点坐标：

保持水平直线方程不变，依次遍历所有垂直直线方程，并计算每一条垂直直线和既定的水平直线的交点坐标，计算得到实际网格水平直线的终点坐标；

保持水平直线方程不变，依次遍历所有垂直直线方程，计算水平直线和垂直直线的交点坐标，得到实际网格垂直方向直线的终点坐标。

3.根据权利要求1所述的航空港行李箱搬运系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S1中工业相机标定，包括：

采用张正友标定算法进行工业相机机内参数标定和畸变校正；

采用Tsai-Lenz标定法进行手眼标定。

4.根据权利要求1所述的航空港行李箱搬运系统的控制方法，其特征在于，还包括行李箱的体积的计算与校正：

当网格激光照射到目标行李箱上时，工业相机对目标行李箱进行拍照，对拍照的图片上的激光网格进行识别，以行李箱的最远的弯曲的网格线的行李箱的边缘为最远边；

计算以最远边行李箱的最上面的一个面的面积，进而估算出行李箱的初步体积；

对计算得到的行李箱的体积做边缘扩张填充，边缘填充为在行李箱的最远的弯曲的网格线向外填充总共5cm的灰色边框。