[发明专利]一种自动加工线鳖甲腹内黄油的视觉定位与钩切系统及其控制方法

说明书

一种自动加工线鳖甲腹内黄油的视觉定位与钩切系统及其控制方法，它包括五自由度机器人；五自由度机器人包括滚珠丝杠轴向移动装置、滚珠丝杠横向移动装置、蜗轮蜗杆装置、舵机和末端钩切执行器；末端钩切执行器包括ZED双目摄像机、刀指固定座和刀指，末端钩切执行器通过步进电机控制刀指张开闭合来实现鳖甲腹内黄油的切取；末端钩切执行器借助于舵机实现360°旋转；滚珠丝杠轴向移动装置用于控制末端钩切执行器沿垂直方向移动；滚珠丝杠横向移动装置用于控制滚珠丝杠轴向移动装置及末端钩切执行器横向移动；实现自动化钩切鳖甲腹内黄油代替人工来切取黄油，由双目摄像机对黄油的视觉检测定位到黄油切除后的收集，切取收集效率高且无污染。

技术领域

本发明专利涉及自动加工生产线的视觉检测与机械领域，特别涉及一种自动加工线鳖甲腹内黄油的视觉定位与钩切系统及其控制方法。

背景技术

鳖甲营养丰富而且具有很高的药用价值。目前已进入规模化养殖，而自动化加工成为必然趋势，特别是疫情在全球爆发，造成一些加工食品及其包装被感染。因此，实现智能化和自动化才能做到无污染宰杀，人工智能的机器视觉是实现无人、智能和自动化的关键技术。黄油是甲鱼腹部靠近四只腿部的脂肪，它具有较高的医药价值，该脂肪特别腥，有时该脂肪长在内部被部分遮挡，因此甲鱼宰杀过程中，需要自动切除该部分。实现自动化和智能化要解决两个技术问题：一是通过视觉对甲鱼腹部黄油进行识别与定位、视觉伺服控制，二是设计轻巧的自动钩切装置。

据专利检索和市场调查未发现相关在先技术公开，因此，我们研制了一种自动加工线鳖甲腹内黄油的视觉定位与钩切系统及其控制方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供本发明所要解决的技术问题是要提供一种自动加工线鳖甲腹内黄油的视觉定位与钩切系统及其控制方法，本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，本发明的目的是克服人工加工带来的高成本和污染风险，实现自动化切割。首先创新提出搭建视觉平台，识别与定位黄油部分，使用基于全卷积神经网络的语义分割模型分割出黄油像素坐标，然后通过立体匹配获得视差图，进而提取出黄油的三维点云信息，达到检测与定位的目的，当获得视觉定位的三维坐标后，实现视觉伺服控制执行机构及其刀具完成作业任务。然后再创新设计一种直径可扩的柔性仿生多片刀具部分，刀具刃口类人指甲，刀具体为二自由度可以弯曲，当黄油被刀指切夹后，刀杆向上，此时，黄油被钩切出放置在一个容器中。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种自动加工线鳖甲腹内黄油的视觉定位与钩切系统，其特征在于，它包括五自由度机器人；所述五自由度机器人包括滚珠丝杠轴向移动装置、滚珠丝杠横向移动装置、蜗轮蜗杆装置、舵机和末端钩切执行器；

所述末端钩切执行器包括ZED双目摄像机、刀指固定座和刀指，所述末端钩切执行器通过步进电机控制刀指张开闭合来实现鳖甲腹内黄油的切取；所述末端钩切执行器借助于所述舵机实现360°旋转；

所述滚珠丝杠轴向移动装置用于控制所述末端钩切执行器沿垂直方向移动；所述滚珠丝杠横向移动装置用于控制滚珠丝杠轴向移动装置及末端钩切执行器横向移动；

所述五自由度机器人连接于机器人底座上，所述ZED双目摄像机与控制器的输入端相互连接，以使ZED双目摄像机捕捉到的自动加工生产线上的鳖甲腹内黄油的视觉信息通过网络传输给控制器，控制器与执行模块相连接从而指令所述末端钩切执行器到达黄油位置进行鳖甲腹内黄油的钩切和收集。

于本发明的一个或多个实施例中，所述ZED双目摄像机采集到的视觉信息数据包括黄油的三维空间位置数据、RGB值以及深度值。

于本发明的一个或多个实施例中，所述ZED双目摄像机固定安装在所述刀指固定座上；刀指固定座的一端固定于舵机法兰上，刀指固定座的另一端连接有刀指；所述刀指借助于步进电机的正反转控制张开闭合的大小。