具体实施方式
本发明实施例提供了一种集卷站控制***及方法,能够解决现有技术中存在的通过编码器实现对小车定位不准确,误差大的问题,提高了小车定位的准确性。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,为本发明提供的一种集卷站控制***实施例1的结构示意图,由图1所示,本实施例中,该集卷站控制***包括双芯棒、小车、C型勾、摄像头和控制装置,所述双芯棒用于固定待装盘卷,所述小车用于将所述双芯棒固定的所述待装盘卷运送至所述C型勾,所述C型勾用于接收并固定所述小车卸载的所述盘卷,所述摄像头用于记录所述小车运行全过程,所述控制装置用于控制所述小车运行全过程和所述摄像头对所述小车运行全过程的记录,并实时提取所述摄像头记录的所述小车运行全过程的关键点信息以实现所述小车的实时定位。
其中,所述小车用于将所述双芯棒处的待装盘卷运送至所述C型勾,与此同时所述摄像头记录下了所述小车运行的全过程,在整个控制过程中,所述控制装置用于控制所述小车运行全过程以及所述摄像头对所述小车运行全过程的记录,并且将所述摄像头记录的图像通过实时提取关键点信息并进行处理后再反馈控制所述小车在整个运行过程中的定位。
本发明通过采用摄像头记录运行过程并对记录的图像进行处理后再反馈控制集卷站控制过程中的小车定位,不同于现有技术中通过编码器实现对所述小车定位的方式,这样有助于提高定位的准确性,并且提高了工作效率。
优选的,参考图2所示,为本发明提供的一种集卷站控制***实施例2的示意图,本实施例可以看作是在实施例1基础上的一种具体实现,本实施例中的控制***具体可以包括双芯棒、小车、C型勾、摄像头和控制装置,其中,图2示出了部分结构。所述双芯棒在***中是用于固定小车将要运送的盘卷的,即在最初状态时,所述盘卷是固定在所述双芯棒上,而当小车停在所述双芯棒处时,所述双芯棒上的盘卷会在控制装置的控制下装载到所述小车上,装载完成后,所述小车在控制装置控制下运送所述盘卷至所述C型勾处进行卸卷。所述小车运送至C型勾时,在所述控制装置的控制下,所述小车上的盘卷卸载至所述C型勾上。
其中,在所述小车到达C型勾处时,需要先进行定位,定位准确才可以进行卸卷,以免出现定位不准确导致C型勾不平衡而翻倒的情况出现。具体的,在控制装置的控制下,对摄像头记录的所述小车运行全过程的图像实时提取关键点信息并进行图像处理后反馈控制所述小车在运行全过程中的定位,尤其是在到达所述C型勾处时的定位。
需要说明的是,为了图像处理方便,可以将所述小车的运行全过程根据其所执行的功能可以划分成双芯棒装卷区、小车停止区和C型勾卸载区,即在所述双芯棒装载区时所述小车装载所述盘卷,在所述小车停止区时,所述小车装载盘卷后运行至所述C型勾处的安全停止区域,在所述C型勾卸载区时,所述小车将装载的所述盘卷卸载至所述C型勾上。
优选的,所述小车包括小车底座、移动臂和固定臂,其中的所述小车底座主要用于承载所述盘卷,所述移动臂和固定臂用于在所述盘卷运送过程中将所述盘卷抱紧,处于抱臂抱紧状态,如图3所示。在装卷区或卸卷区时,为便于装卷或卸卷,所述移动臂和固定臂的抱臂是打开的状态,如图4所示。图5所示的是所述移动臂未完全打开的状态。
还需要说明的是,所述关键点以色标点的形式表示,包括所述双芯棒的两个边缘点,所述移动臂的位置点、所述固定臂的位置点和所述C型勾的两个边缘点。如图2所示的,C1、C2、M1、M2、H1、H2这些都是所述的色标点,其中的C1为所述小车移动臂的位置点,随所述小车的移动臂一起运动,用于指示所述移动臂的位置,所述C2为所述小车固定臂的位置点,用于指示所述固定臂的位置。所述M1和M2为所述双芯棒的两个边缘点,所述H1和H2为所述C型勾的两个边缘点。
优选的,所述控制装置可以为PLC控制器。
进一步地,如果一个所述摄像头的可视范围不够,可以通过0到180度可旋转范围的舵机控制摄像的可旋转,并且在可视角内可以监控到所述小车的运行全过程或者使用双摄像头覆盖监控区域。
下面结合附图6、图7和图8描述所述***的工作过程,主要是所述小车定位控制图像处理的过程。
如图6所示,所述小车运行全过程图像包括双芯棒装卷区、小车停止区和C型勾卸卷区,当所述小车进入到所述盘卷装卷区或者卸卷区时,所述双芯棒或所述C型勾均不能动作以起到安全保护的作用。在所述小车的装卷过程中,所述色标点C2与所述色标点M1的横坐标位置一致时,所述小车开始减速,低速运动。当所述色标点C2与所述色标点M2在比较近的距离范围内时,所述控制装置控制所述小车停止运动,使得所述小车依靠惯性滑行至所述色标点M2的位置,使得所述色标点C2与所述色标点M2的横坐标距离在允许的误差范围内,即认为到达装卷位,这时可以控制所述小车升起进行装卷。如果所述色标点C2与所述色标点M2的距离较大,则可以通过如此反复自动调整直到位置合适为止,之后再进行装卷自动流程控制。
需要说明的是,优选的,所述色标点C2经过所述色标点M1,且行走的横坐标位置距离所述色标点M1的位置为所述色标点M1与所述色标点M2之间横坐标距离的三分之一时,所述小车由高速切换为低速运动,这个位置是需要根据现场实际情况进行细微调整的。所述色标点C2与所述色标点M2在比较近的距离范围内中的所述距离是依据现场测试为准的,该距离能够保证所述小车减速停止到位即可。
另外,在对所述小车定位过程中,也可以利用所述色标点M1和所述色标点C1进行辅助判断,即除了必须通过所述色标点C2和所述色标点M2进行判断外,也可以通过比对所述色标点C1和所述色标点M1的距离,起到冗余保护的作用。
当所述小车的抱臂抱紧过程中,所述色标点C1不再运动,即认为所述小车的抱臂已经抱紧,此时所述小车可以移动继续后续自动流程。
在所述小车到达所述卸卷区对所述小车定位的过程中,当所述色标点C2到达与所述色标点H2同样的横坐标位置时,所述控制装置控制所述小车由高速降到低速运动,所述摄像头记录到的图像中所述色标点H1与所述色标点C1之间横坐标的像素数和所述色标点H2与所述色标点C2之间横坐标的像素数是否在允许的误差范围内一样,并通过判断所述盘卷的两端距离与所述C型勾的两端是否对齐,所述盘卷的位置是否居中对齐(即通过对比图7中D1和D2的距离)来判断定位是否合适,如果所述色标点H1与所述色标点C1之间横坐标的像素数和所述色标点H2与所述色标点C2之间横坐标的像素数在允许的误差范围内,所述盘卷的位置居中对齐,则认为所述小车在所述卸卷区处的定位合适,如果不合适,可以通过前进或者后退进行细微调整。当所述小车的抱臂打开并下降后将所述盘卷卸载到所述C型勾上后,判断所述色标点H1与所述色标点H2的纵坐标是否一致并在误差允许的范围内即可以认为所述C型勾没有失去平衡,当所述色标点H1的纵坐标高于所述色标点H2的纵坐标时,即判断所述C型勾向右侧倾斜,反之,向左侧倾斜;如果检测到所述C型勾失去平衡,所述小车自动重复定位流程,所述小车需要上升并抱紧所述盘卷向左或者向右移动直到所述C型勾平衡为止(即判断所述色标点H1和所述色标点H2的纵坐标差值在误差范围内时认为所述C型勾平衡)。其中需要说明的是,所述小车自动重复定位时所述小车需要行走多远距离才合适可以有两种方法,一种是通过经验进行多次测量,编制出所述色标点H1和所述色标点H2纵坐标的差值与定位距离的关系表,通过查找该表决定所述小车行走的距离;另一种方法是按照所述色标点H1和所述色标点H2纵坐标和总量的比例关系,可以基本按照线性关系进行考虑,计算判断所述小车需要行走的距离。
可以理解的是,所述色标点C2在还未到达所述色标点H2处,且所述色标点C2的横坐标位置距离所述色标点H2的横坐标位置为所述色标点H1与所述色标点H2之间横坐标距离的三分之一时,所述小车由高速切换为低速,这个位置也是可以根据现场实际情况进行细微调整的。
需要说明的是,所述摄像头记录的所述图像中两个色标点的像素距离值对应实际物体距离值是成线性比例关系的,对于该领域技术人员来说,所述线性比例关系可以通过在所述摄像头技术参数书里找到或者通过现场实际测量得出。另外,其中所述的在允许的误差范围内一样可以理解为,当两个像素点之间的距离比较接近时,要留有一定余量,这时可以停止所述小车,使得所述小车依靠惯性滑行以保持两个像素点之间的距离相等,并在误差范围内时即可认为定位合适。
本发明提供的一种集卷站控制***通过采用摄像头记录所述小车运行全过程,标记出所述小车运行的关键位置点,通过图像处理对这些关键点的像素比较判断所述小车定位是否合适。这种对所述小车的定位方式不同于现有技术中通过编码器实现对所述小车定位的方式,通过摄像头记录小车运行加上图像处理反馈来控制小车的定位的方式不仅提高了定位的准确性,没有使用编码器和限位开关,还节省了费用,提高了工作效率。
相应的,本发明还提供了一种集卷站控制方法,所述方法包括:
双芯棒固定待装盘卷,
小车将所述双芯棒固定的所述待装盘卷运送至C型勾,
所述C型勾接收并固定所述小车卸载的所述盘卷,
摄像头记录所述小车运行全过程,
控制装置控制所述小车运行全过程和所述摄像头对所述小车运行全过程的记录,并实时提取所述摄像头记录的所述小车运行全过程的关键点信息以实现所述小车的实时定位。
具体的,所述待装盘卷在所述双芯棒处固定好后由所述小车在所述控制装置的控制下将所述双芯棒运送至所述C型勾处,并在所述控制装置的控制下将所述盘卷卸载至所述C型勾上,这一全过程一直被所述摄像头记录,且所述摄像头记录的图像在所述控制装置的控制下实时提取所述小车运行的关键点信息进行图像处理后反馈控制所述小车在运行过程中的定位。
本发明提供的一种集卷站控制方法,通过摄像头记录所述小车的运行全过程并在所述控制装置的控制下进行图像处理后反馈控制所述小车在运行过程中的定位。这种对所述小车的定位方式不同于现有技术中通过编码器实现对所述小车定位的方式,通过摄像头记录小车运行加上图像处理反馈来控制小车的定位的方式不仅提高了定位的准确性,没有使用编码器和限位开关,还节省了费用,提高了工作效率。
本发明提供了一种集卷站控制方法实施例3,结合附图8对所述方法进行详细描述。由附图8所示,所述方法步骤如下:
步骤S801、双芯棒固定待装盘卷;
步骤S802、小车将所述双芯棒固定的所述待装盘卷运送至C型勾;
步骤S803、所述C型勾接收并固定所述小车卸载的所述盘卷;
步骤S804、摄像头记录所述小车运行全过程;
步骤S805、控制装置控制所述小车运行全过程和所述摄像头对所述小车运行全过程的记录,并实时提取所述摄像头记录的所述小车运行全过程的关键点信息以实现所述小车的实时定位。
下面结合附图8详细的说明集卷站控制方法的具体实施步骤。
步骤S801、双芯棒固定待装盘卷;
具体的,所述双芯棒在所述双芯棒装卷区固定所述待装盘卷,等待所述小车装卷。其中的所述双芯棒的两个边缘点作为两个色标点被标记,且所述色标点的颜色选用的与背景画面色差较大,以便在图像处理过程中方便定位具***置。
步骤S802、小车将所述双芯棒固定的所述待装盘卷运送至C型勾;
具体的,所述小车在所述控制装置的控制下,将所述双芯棒处的待装盘卷装载到所述小车上并在所述控制装置的控制下运送至所述C型勾处,所述小车的移动臂和固定臂作为两个色标点被标记,且所述小车在装载盘卷时,所述移动臂和所述固定臂是打开的状态,当所述盘卷装载完毕后,所述移动臂和所述固定臂处于抱臂抱紧的状态。
步骤S803、所述C型勾接收并固定所述小车卸载的所述盘卷;
具体的,在所述小车将所述盘卷运送至所述C型勾处后,所述C型勾接收并固定所述小车卸载的所述盘卷,所述C型勾的两个边缘点作为两个色标点,在所述图像处理过程中对所述小车的定位使用。
步骤S804、摄像头记录所述小车运行全过程;
具体的,所述摄像头在所述小车运行全过程中记录所述小车的运行状态,包括记录所述小车装载所述盘卷、运行所述盘卷和卸载所述盘卷的过程,且所述摄像头需要能够拍摄到小车运行全范围,如果一个摄像头的可视范围不够,可以通过0到180度可旋转范围的舵机控制摄像的可旋转,并且在可视角内可以监控到所述小车的运行全过程,或者使用双摄像头以覆盖监控区域。
步骤S805、控制装置控制所述小车运行全过程和所述摄像头对所述小车运行全过程的记录,并实时提取所述摄像头记录的所述小车运行全过程的关键点信息以实现所述小车的实时定位;
具体的,所述控制装置控制小车运行的全过程,包括控制所述小车装载所述盘卷,运行所述盘卷以及卸载所述盘卷等过程,并控制所述摄像头在所述小车运行全过程中记录所述小车的运行,且实时提取所述摄像头记录的所述小车运行全过程的关键点信息进行图像处理过程,以反馈控制所述小车在运行全过程中的定位。
需要说明的是,所述关键点以色标点的形式表示,包括所述双芯棒的两个边缘点,所述移动臂的位置点、所述固定臂的位置点和所述C型勾的两个边缘点。所述控制装置在实时提取所述摄像头记录的所述小车运行全过程的关键点信息前还包括对所述关键点进行标记,由于所述关键点以所述色标点的形式标示,所以所述关键点的标记为所述色标点的标记,需要人工进行标记,***会自动记录所述色标点的颜色和位置的。所述色标点的标记包括人工在所述摄像头的可视范围内选择色标点,且选择的色标点的颜色与背景画面色差比较大,便于图像处理过程中对目标的具***置进行定位。通过所述色标点在图像中的位置关系,可以反馈控制所述小车的运动。
另外,还需要保证所述摄像头记录图像过程中现场的光照度和所述摄像头的白平衡处理效果,也可以通过设置背景幕布挡住杂物,以避免对所述色标点识别错误。所述色标点的大小需要保证在图像中至少占据5个像素点的位置以避免太小而无法被识别。
由于实施例2在描述***时对所述集卷站控制过程有了详细的描述,所以所述集卷站控制方法的详细实施过程可以参考上述***实施例的描述,此处不再赘述。
本发明提供的一种集卷站控制方法,通过摄像头记录所述小车的运行全过程并在所述控制装置的控制下进行图像处理后反馈控制所述小车在运行过程中的定位。这种对所述小车的定位方式不同于现有技术中通过编码器实现对所述小车定位的方式,通过摄像头记录小车运行加上图像处理反馈来控制小车的定位的方式不仅提高了定位的准确性,没有使用编码器,还节省了费用,提高了工作效率。另外,现有技术在控制过程中不仅需要通过各种间接方式计算所述盘卷的长度,还需要计算小车的位置,并进行各种繁琐的数据换算,而本发明通过直接测量的方法,省去了较多的中间计算过程,使得控制更加准确和可靠。