CN109704234A - 一种医疗垃圾桶识别判断抓取***及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种医疗垃圾桶识别判断抓取***及方法，能够有效识别医疗垃圾桶内垃圾状态，当医疗垃圾桶内垃圾状态符合回收标准后，对医疗垃圾桶进行抓取。该方法包括以下步骤：采集医疗垃圾桶的目标区域图像，判断医疗垃圾桶图像是否完全位于目标区域图像内；若医疗垃圾桶图像完全位于目标区域图像内，则对目标区域图像内医疗垃圾桶图像进行图像处理，得出医疗垃圾桶内垃圾状态；判断医疗垃圾桶内垃圾状态是否满足回收标准；若满足，则采集医疗垃圾桶的俯视图像，定位出医疗垃圾桶的中心点像素坐标；将医疗垃圾桶的中心点像素坐标转化为机械臂坐标，利用机械臂坐标信息抓取医疗垃圾桶。

Description

一种医疗垃圾桶识别判断抓取***及方法

技术领域

本公开涉及自动化技术领域，具体涉及一种基于机器视觉和移动机械臂实现医疗垃圾桶识别判断抓取的***及方法。

背景技术

随着工业自动化高速发展和人们生活水平的不断提高，自动化作业被应用到各行各业，极大的提高了生产力，解放劳动力，降低劳动力的成本，医学领域尚是如此，面对无人化实验室的兴起发展，人工处理医疗垃圾所带来的问题是身体暴露在医学垃圾环境中面临着直接接触的风险，人的频繁出入实验室也会不可避免地面临污染这一问题，而医学载玻片的制片染片看片等一系列操作不可避免地会产生大量的废渣、废液等医疗垃圾，如不加强管理、随意丢弃，任其混入生活垃圾、流散到人们生活环境中，就会污染大气、水源、土地以及动植物，造成疾病传播，严重危害人的身心健康。

发明人在研发过程中发现，现有的医疗垃圾回收中存在以下问题：医疗废物回收人员负责医疗废物的回收、运送、暂存及交接工作，极易受到损伤性废物的刺伤、擦伤及各种有害因子的威胁。因此，如何设计一种安全有效对医疗垃圾桶识别判断抓取的装置和方法，仍是待解决的技术问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种基于机器视觉和移动机械臂的医疗垃圾桶识别判断抓取的***和方法，能够有效识别医疗垃圾桶内垃圾状态，当医疗垃圾桶内垃圾状态符合回收标准后，对医疗垃圾桶进行抓取，通过AGV小车移动将垃圾桶带离实验室，避免了人身体暴露在医学垃圾环境中面临着直接接触的风险。

本公开所采用的技术方案是：

一种医疗垃圾桶识别判断抓取的方法，该方法包括以下步骤：

采集医疗垃圾桶的目标区域图像，判断医疗垃圾桶图像是否完全位于目标区域图像内；

若医疗垃圾桶图像完全位于目标区域图像内，则对目标区域图像内医疗垃圾桶图像进行图像处理，得出医疗垃圾桶内垃圾状态；

判断医疗垃圾桶内垃圾状态是否满足回收标准；

若满足，则采集医疗垃圾桶的俯视图像，定位出医疗垃圾桶的中心点像素坐标；

将医疗垃圾桶的中心点像素坐标转化为机械臂坐标，利用机械臂坐标信息抓取医疗垃圾桶。

通过上述技术方案，采集目标区域内医疗垃圾桶图像，对医疗垃圾桶内的垃圾状态进行判断，判断医疗垃圾桶内垃圾是否达到回收标准，以防止空桶回收及垃圾溢出的状态，当满足回收条件时，采集垃圾桶俯视图像，根据图像定位出垃圾桶上平面的中心点坐标，将坐标转化至机械臂坐标，利用机械臂坐标进行医疗垃圾桶的抓取工作，避免了人身体暴露在医学垃圾环境中面临着直接接触的风险，对医疗垃圾产生源头的规范化管理。

一种医疗垃圾桶识别判断抓取的***，该***用于实现如上所述的医疗垃圾桶识别判断抓取的方法，该***包括行走装置、设置在行走装置上的图像采集装置、控制装置和抓取装置；

所述图像采集装置，用于采集医疗垃圾桶的目标区域图像以及医疗垃圾桶的俯视图像，并传输给控制装置；

所述控制装置，用于根据接收到的目标区域图像，判断医疗垃圾桶图像是否完全位于目标区域图像内；若医疗垃圾桶图像完全位于目标区域图像内，则对目标区域图像内医疗垃圾桶图像进行图像处理，得出医疗垃圾桶内垃圾状态；判断医疗垃圾桶内垃圾状态是否满足回收标准；若满足，则根据医疗垃圾桶的俯视图像，定位出医疗垃圾桶的中心点像素坐标；将医疗垃圾桶的中心点像素坐标转化为机械臂坐标，将机械臂坐标反馈给抓取装置；

所述抓取装置，用于利用机械臂坐标信息抓取医疗垃圾桶。

通过上述技术方案，通过行走装置导航至目标垃圾桶附近时，开始垃圾桶的识别判断，通过摄像头采集垃圾桶图像，控制器对垃圾桶内的垃圾状态进行判断，判断桶内垃圾是否达到回收标准，以防止空桶回收及垃圾溢出的状态，当不满足回收标准时，行走装置则行进至下一个垃圾桶位置，当满足回收条件时，摄像头读取垃圾桶俯视图像，控制器根据图像定位出垃圾桶上平面的中心点坐标，将坐标转化至机械臂坐标，反馈至抓取装置，然后通过抓取装置进行医疗垃圾桶的抓取工作，通过行走装置移动将垃圾桶带离实验室，避免了人身体暴露在医学垃圾环境中面临着直接接触的风险，对医疗垃圾产生源头的规范化管理。

通过上述技术方案，本公开的有益效果是：

本公开通过AGV小车导航至目标垃圾桶附近时，开始医疗垃圾桶的识别判断，通过摄像头采集垃圾桶图像，控制器对垃圾桶内的垃圾状态进行判断，判断医疗垃圾桶内垃圾是否达到回收标准，以防止空桶回收及垃圾溢出的状态，当不满足回收标准时，AGV小车则行进至下一个垃圾桶位置，当满足回收条件时，摄像头读取垃圾桶俯视图像，控制器根据图像定位出垃圾桶上平面的中心点坐标，将坐标转化至机械臂坐标，反馈至四轴机械臂，然后通过四轴机械臂进行医疗垃圾桶的抓取工作，通过行走装置移动将垃圾桶带离实验室，避免了人身体暴露在医学垃圾环境中面临着直接接触的风险，对医疗垃圾产生源头的规范化管理。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本公开的不当限定。

图1是实施例一医疗垃圾桶识别判断抓取的***的结构图；

图2是实施例一抓具的结构示意图；

图3是实施例二医疗垃圾桶识别判断抓取的方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本公开使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

名称解释：

(1)AGV小车，是指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。一般可通过电脑来控制其行进路线以及行为，或利用电磁轨道来设立其行进路线，电磁轨道黏贴於地板上，无人搬运车则依靠电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。

(2)Dobot四轴机械臂，是深圳市越疆科技有限公司自主研发的第一代高精度四轴工业级机械臂，具有0.02毫米重复精度、1.5公斤荷载、200度每秒关节速和400毫米臂展，不仅能够实现3D打印、焊接、灰度激光雕刻、视觉识别吸取、多机协作、移动作业等多种功能；而且在软件上还横跨多种终端，简易程度能够让车间的工人快速上手，熟练操作它。

(3)面光源，是指发光的模式，相对led点光源及普通灯具光源而言，现有面光源如平板光源，led面光源具有出光柔和、不伤眼、省电、光线自然等特点。

实施例一

参见图1，本实施例提供一种医疗垃圾桶识别判断抓取的***，该***包括行走装置9、设置在行走装置上的抓取装置、设置在行走装置上的图像采集装置、设置在行走装置上的供气装置3和设置在行走装置上的控制装置7，所述供气装置3、图像采集装置10、抓取装置分别与控制装置7连接。

具体的，上述的行走装置1采用AGV小车，通过控制装置7控制AGV小车沿雷达导航移动至待识别的医疗垃圾桶附近。

具体的，上述的图像采集装置包括支架11、设置在支架顶端的面光源2和设置在面光源下方的摄像头10，所述面光源2，用于提供光照度，便于摄像头采集医疗垃圾桶内图像信息；所述摄像头10，用于采集目标区域内医疗垃圾桶6图像信息，并传输给控制装置，控制装置根据图像信息，对医疗垃圾桶内的垃圾状态进行识别，判断医疗垃圾桶内的垃圾状态是否达到回收标准；当医疗垃圾桶内的垃圾状态未达到回收时，控制装置控制AGV小车移动至下一个医疗垃圾桶位置；当医疗垃圾桶内垃圾达到回收标准后，通过摄像头采集医疗垃圾桶的俯视图像，根据医疗垃圾桶的俯视图像信息定位出医疗垃圾桶的中心点像素坐标，将医疗垃圾桶的中心像素坐标信息转化为机械臂坐标信息，将机械臂坐标信息反馈至抓取装置，抓取装置根据机械臂坐标信息进行抓取工作，同时控制供气装置给抓取装置提供动力，实现垃圾桶的抓取。

具体的，上述的抓取装置1包括机械臂1和抓具4，所述机械臂1的底端安装在行走装置上，所述抓具4安装在机械臂的前端，所述抓具4的气缸通过供气管路5与供气装置3连接；根据机械臂坐标信息控制机械臂移动至相应的位置，同时供气装置给抓具的气缸供气，实现抓具的张合，将医疗垃圾桶的抓取到AGV小车上，通过AGV小车将医疗垃圾桶带离实验室。

在本实施例中，所述机械臂1采用Dobot四轴机械臂，内置伺服电机、谐波减速机，最大负载可达1.5Kg，定位精度达0.02mm；此四轴机械臂具有两种臂方向控制方式，包括左手方向与右手方向，即控制小臂方向在运动时的位置为左或者右，从而不会对***设备造成干扰，其运动功能包括点动模式、点位模式、圆弧模式、圆形运动模式四种，操作范围大，四轴机械臂发挥的速度与力量较佳。

请参阅附图2，所述抓具4包括气缸41、与气缸两端连接的连接部42、两个分别与连接部末端连接的夹持部43以及连接在连接部与夹持部之间的弹性部件44。

具体的，所述气缸41通过供气管路5与供气装置3连接。

所述连接部42包括两个交叉连接的连接杆，其中，一连接杆的一端与气缸41的一端连接，另一端与一夹持部的顶端连接；另一连接杆的一端与气缸41的另一端连接，另一端与另一夹持部的顶端连接。

所述夹持部43包括两个呈V型设置的夹持杆，两个夹持杆之间连接有支撑杆，两个夹持杆相连接的一端与连接杆的另一端连接，两个夹持杆的另一端分别连接有抓钩45，用于抓住医疗垃圾桶6。

所述弹性部件44的一端与连接部的连接杆连接，另一端与夹持部的支撑杆连接。在本实施例中，所述弹性部件44采用弹簧，其作用是：在夹紧的同时防止力度过大将垃圾桶夹坏。

本实施例提出的夹具使用时，通过气泵给气缸供气，气缸工作，通过连接部带动夹持部张开，通过抓钩45抓住医疗垃圾桶6。

具体的，所述控制装置包括控制器、电源模块和无线通信模块，所述控制器与摄像头连接，用于获取摄像头采集的医疗垃圾桶图像信息，根据图像信息，对医疗垃圾桶内的垃圾状态进行识别，判断医疗垃圾桶内的垃圾状态是否达到回收标准；当医疗垃圾桶内的垃圾状态未达到回收时，控制装置控制AGV小车移动至下一个医疗垃圾桶位置；当医疗垃圾桶内垃圾达到回收标准后，获取摄像头采集的医疗垃圾桶的俯视图像，根据医疗垃圾桶的俯视图像信息定位出医疗垃圾桶的中心点像素坐标，将中心像素坐标信息转化为机械臂坐标信息；所述控制器还与机械臂连接，用于将机械臂坐标信息反馈给机械臂，机械臂根据机械臂坐标信息移动至相应的位置；所述控制器还与供气装置连接，用于控制供气装置给抓具的气缸提供气源，使气缸产生动作，实现抓具的开合，进行抓取动作；所述控制器还与无线通信模块连接，用于将医疗垃圾桶图像信息和识别判断结果上传至上位机；所述电源模块用于给控制装置、行走装置、抓取装置、图像采集装置和供气装置提供所需的电源。

具体的，上述的供气装置包括真空微型气泵，所述真空微型气泵通过供气管路与抓具的气缸连接，用于通过供气管路给抓具的气缸供气；所述真空微型气泵与控制器连接，用于控制真空微型气泵的打开和关断，从而控制抓具的气缸气路的通断。

本实施例提出的医疗垃圾桶识别判断抓取的***的工作过程为：

控制AGV小车导航至目标医疗垃圾桶附近时，开始医疗垃圾桶的识别判断，首先，通过摄像头对目标区域内医疗垃圾桶图像信息进行采集，并传输给控制器，控制器根据接收到的图像信息，对医疗垃圾桶内的垃圾状态进行识别，判断医疗垃圾桶内垃圾是否达到回收标准，以防止空桶回收及垃圾溢出的状态，当不满足回收标准时，控制AGV小车行进至下一个医疗垃圾桶位置；当满足回收条件时，通过摄像头采集医疗垃圾桶的俯视图像信息，根据医疗垃圾桶的俯视图像信息，定位出医疗垃圾桶的中心点像素坐标，并将医疗垃圾桶的中心点像素坐标转化为机械臂坐标，并反馈给机械臂，机械臂根据机械臂坐标移动至相应位置，控制气泵给气缸供气，控制抓具的张合，实现垃圾桶的抓取，最后通过AGV小车移动将垃圾桶带离实验室。

实施例二

参见图3，本实施例提供一种医疗垃圾桶识别判断抓取的方法，该方法基于如上所述的医疗垃圾桶识别判断抓取的***实现的，该方法包括以下步骤：

S101，采集医疗垃圾桶的目标区域图像，判断医疗垃圾桶图像是否完全位于目标区域图像内。

具体的，所述步骤101中，AGV小车到达预设的目标区域位置时，摄像头拍摄目标区域图像，并传输给控制器，控制器判断接收到的目标区域图像内是否有完整的医疗垃圾桶图像；若有，则进入步骤102；若没有，则表明拍摄的图像并不完整，例如医疗垃圾桶只有部分在目标区域图像范围内，则获取目标区域图像范围内医疗垃圾桶的质心位置，并将目标区域图像范围内医疗垃圾桶的质心位置反馈给AGV小车及机械臂，进一步微调机械臂或AGV小车位置，再次重复步骤101，直至医疗垃圾桶图像完全出现在目标区域图像中。

S102，若医疗垃圾桶图像完全位于目标区域，则对目标区域图像内医疗垃圾桶图像进行处理，分析出医疗垃圾桶内垃圾状态，判断医疗垃圾桶内垃圾状态是否满足回收标准。

在医疗垃圾桶图像内可以完全在目标区域图像信息中显示出来后，对该医疗垃圾桶图像进行处理，分析医疗垃圾桶内垃圾状态，并对该医疗垃圾桶内垃圾状态进行判断。

具体的，所述步骤102中，对目标区域图像内医疗垃圾桶图像进行处理，具体采用如下技术方案实现的：

S1021-1，采集医疗垃圾桶空桶状态下的图像信息，将医疗垃圾桶空桶状态下的图像由RGB彩色格式转换成HSV彩色格式。

本实施例中，将RGB格式的图像转化为HSV格式，对于阴影区域而言，它的色度和饱和度相对于原图像而言变化不大，主要是亮度信息变化较大，将RGB格式转化为HSV格式，就可以得到H、S、V分量，从而得到色度、饱和度、亮度的值；

S1021-2，对HSV彩色格式的医疗垃圾桶空桶状态下的图像中图像色度值H、饱和度值S、亮度值V进行调节，得到能够最清晰反应医疗垃圾桶的色度值、饱和度值、亮度值三组识别阈值。

由于医疗垃圾桶内垃圾多为不透明状态，即使为半透明状态的垃圾存在时，垃圾桶内也会有阴影存在，由于图像色度H、饱和度S、亮度V三组值为空桶状态理想状态下对黄色医疗垃圾桶的识别阈值，此时当医疗垃圾桶内有垃圾时，则会有阴影状态存在，摄像机拍摄的图像中显示为颜色的改变，如果使用之前设定的H、S、V三组阈值时则不会识别，因此，对HSV彩色格式的医疗垃圾桶图像中H、S、V三组值进行调节，得到新的能够最清晰反应医疗垃圾桶的三组识别阈值，进而准确判断出医疗垃圾桶内是否有垃圾存在。

S1021-3，利用步骤1021-2得到的医疗垃圾桶的图像色度值H、饱和度值S、亮度值V三组识别阈值对目标区域图像内医疗垃圾桶图像进行检测，判断出医疗垃圾桶内是否有垃圾存在。

具体的，所述步骤1021-3中，采用图像色度值H、饱和度值S、亮度值V三组识别阈值对目标区域图像内医疗垃圾桶图像进行检测，当没有垃圾时，图像中垃圾桶图像全部显示，当有垃圾时有垃圾的部分图像则不会显示。

所述步骤102中，回收标准为医疗垃圾桶内垃圾超过医疗垃圾桶容量二分之一，当医疗垃圾桶内垃圾超过医疗垃圾桶容量二分之一，则需要对该医疗垃圾桶内垃圾进行回收；若医疗垃圾桶内垃圾未达到医疗垃圾桶容量二分之一，则不需要对该医疗垃圾桶内垃圾进行回收。

具体的，所述步骤102中，判断医疗垃圾桶内垃圾状态是否满足回收标准，具体采用如下技术方案实现的：

S1022-1，计算医疗垃圾桶二分之一垃圾状态的识别区域面积与医疗垃圾桶空桶状态的边缘内部面积的比值a。

具体的，步骤1022-1中，拍摄医疗垃圾桶空桶状态的俯视图像，找到医疗垃圾桶的边缘，计算医疗垃圾桶空桶状态的边缘内部面积；同时，拍摄医疗垃圾桶二分之一垃圾状态的俯视图像，计算医疗垃圾桶二分之一垃圾状态的识别区域面积；将医疗垃圾桶二分之一垃圾状态的识别区域面积与医疗垃圾桶空桶状态的边缘内部面积与相比，得到比值a。

S1022-2，根据目标区域内医疗垃圾桶图像，计算目标医疗垃圾桶内垃圾状态的面积，将目标医疗垃圾桶内垃圾状态的面积与医疗垃圾桶空桶状态的边缘内部面积相比，得到比值a`。

S1022-3，比较比值a`和比值a的大小，若比值a`大于比值a，则目标垃圾桶内垃圾多于二分之一，则满足回收标准，需要对该目标医疗垃圾桶内垃圾进行回收；否则目标垃圾桶内垃圾不足二分之一，不需要对该医疗垃圾桶内垃圾进行回收。

S103，若不满足回收标准，则采集另一个医疗垃圾桶内的图像信息，重复步骤102。

具体的，所述步骤103中，若医疗垃圾桶内垃圾未达到医疗垃圾桶容量二分之一，则不需要对该医疗垃圾桶内垃圾进行回收，以防止空桶回收，AVG小车行进至下一个垃圾桶处，重新进行图像采集；或者AVG小车返回原点，等待下一次检测。

S104，若满足回收标准，则采集医疗垃圾桶的俯视图像，根据医疗垃圾桶的俯视图像，定位出医疗垃圾桶的中心点像素坐标。

在本实施例中，当医疗垃圾桶内垃圾超过医疗垃圾桶容量二分之一，则需要对该医疗垃圾桶内垃圾进行回收，通过摄像头采集医疗垃圾桶的俯视图像信息。

具体的，所述步骤104中，定位出医疗垃圾桶的中心点像素坐标，具体采用如下技术方案实现的：

S104-1，对医疗垃圾桶的俯视图像进行图像处理，得到医疗垃圾桶俯视图像的色度值H、饱和度值S、亮度值V三组识别阈值。

具体的，所述步骤S104-1中，将医疗垃圾桶的俯视图像由RGB彩色格式转换成HSV彩色格式，并对膨胀腐蚀等图像预处理操作后，清除图像噪点等消息；对HSV彩色格式的将医疗垃圾桶俯视图像的色度值H、饱和度值S、亮度值V进行调节，得到医疗垃圾桶俯视图像的色度值H、饱和度值S、亮度值V三组识别阈值。

S104-2，根据医疗垃圾桶俯视图像的色度值H、饱和度值S、亮度值V三组识别阈值，得到医疗垃圾桶的外部轮廓信息。

S104-3，通过最小外接矩形识别方法识别出医疗垃圾桶外部轮廓的矩形，得到该医疗垃圾桶外部轮廓矩形的中心点像素坐标。

S105，将医疗垃圾桶的中心点像素坐标转化为机械臂坐标。

具体的，所述步骤105中，将医疗垃圾桶的中心点坐标转化为机械臂坐标信息，具体采用如下技术方案实现的：

S105-1，将标定板放置于目标医疗垃圾桶上部，摄像头采集此时图像，采用对焦、校正、标定的方式对图像进行处理，分析确定三个呈等腰直角三角形的标定板角点，记录三个标定板角点的像素坐标(B,G,R)。

S105-2，控制四轴机械臂断电，手动将四轴机械臂的R轴(机械臂末端轴，连接夹具)与图像中三个标定板角点重合，分别记录三个标定板角点在机械臂坐标下的位置(B1,G1,R1)。

S105-3，取走标定板，根据三个点确定一个平面，此时四轴机械臂坐标与像素坐标下的三点坐标都已重合、确定；当像素坐标下其他点o确定是目标点时，这个点o与标定的三个点(B,G,R)距离(b,g,r)确定不变，此时在四轴机械臂坐标下有且只有一个点o1与o相对应，即o1与四轴机械臂标定点(B1,G1,R1)距离与(b,g,r)相同，使坐标一一对应，完成坐标***一。

S105-4，当标定结束，根据步骤104得到的医疗垃圾桶中心点o的像素坐标，图像中像素坐标系下可求出o与B、G、R三点的距离，根据n倍关系，可得机械臂坐标系下对应医疗垃圾桶o1与B1、G1、R1的距离，可得出o1坐标。

S106，根据机械臂坐标信息，抓取医疗垃圾桶。

具体的，所述步骤106中，将步骤105得到的机械臂坐标信息反馈给机械臂，控制机械臂移动至相应的位置，同时控制供气装置给抓具的气缸供气，实现抓具的张合，通过抓具将医疗垃圾桶的抓取到AGV小车上，通过AGV小车将医疗垃圾桶带离实验室。

本实施例提出的医疗垃圾桶识别判断抓取的方法，通过AGV小车导航至目标垃圾桶附近时，开始医疗垃圾桶的识别判断，通过摄像头采集垃圾桶图像，控制器对垃圾桶内的垃圾状态进行判断，判断医疗垃圾桶内垃圾是否达到回收标准，以防止空桶回收及垃圾溢出的状态，当不满足回收标准时，AGV小车则行进至下一个垃圾桶位置，当满足回收条件时，摄像头读取垃圾桶俯视图像，控制器根据图像定位出垃圾桶上平面的中心点坐标，将坐标转化至机械臂坐标，反馈至四轴机械臂，然后通过四轴机械臂进行医疗垃圾桶的抓取工作，通过行走装置移动将垃圾桶带离实验室，避免了人身体暴露在医学垃圾环境中面临着直接接触的风险，对医疗垃圾产生源头的规范化管理。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种医疗垃圾桶识别判断抓取的方法，其特征是，该方法包括以下步骤：

采集医疗垃圾桶的目标区域图像，判断医疗垃圾桶图像是否完全位于目标区域图像内；

若医疗垃圾桶图像完全位于目标区域图像内，则对目标区域图像内医疗垃圾桶图像进行处理，得出医疗垃圾桶内垃圾状态；

判断医疗垃圾桶内垃圾状态是否满足回收标准；

若满足，则采集医疗垃圾桶的俯视图像，定位出医疗垃圾桶的中心点像素坐标；

将医疗垃圾桶的中心点像素坐标转化为机械臂坐标，利用机械臂坐标信息抓取医疗垃圾桶。

2.根据权利要求1所述的医疗垃圾桶识别判断抓取的方法，其特征是，所述判断医疗垃圾桶图像是否完全位于目标区域图像内的步骤包括：

采集目标区域图像，判断目标区域图像内是否有完整的待识别的医疗垃圾桶图像；

若没有，则获取目标区域图像范围内医疗垃圾桶的质心位置，根据目标区域图像范围内医疗垃圾桶的质心位置调整机械臂或行走装置位置，再次采集目标区域图像进行判断，直至医疗垃圾桶图像完全出现在目标区域图像中；

若有，则对目标区域图像内医疗垃圾桶图像进行处理。

3.根据权利要求1所述的医疗垃圾桶识别判断抓取的方法，其特征是，所述对目标区域图像内医疗垃圾桶图像进行处理的步骤包括：

采集医疗垃圾桶空桶状态下的图像信息，将RGB彩色格式的医疗垃圾桶空桶状态下的图像转换成HSV彩色格式的医疗垃圾桶空桶状态下的图像；

对HSV彩色格式的医疗垃圾桶空桶状态下的图像中色度值、饱和度值、亮度值进行调节，得到色度值、饱和度值、亮度值三组识别阈值；

利用色度值、饱和度值、亮度值三组识别阈值对目标区域图像内医疗垃圾桶图像进行检测，判断图像是否有变化，若有变化，则医疗垃圾桶内有垃圾存在。

4.根据权利要求1所述的医疗垃圾桶识别判断抓取的方法，其特征是，所述判断医疗垃圾桶内垃圾状态是否满足回收标准的步骤包括：

采集医疗垃圾桶空桶状态的俯视图像，计算医疗垃圾桶空桶状态的边缘内部面积；同时，采集医疗垃圾桶二分之一垃圾状态的图像，计算医疗垃圾桶二分之一垃圾状态的识别区域面积；

将医疗垃圾桶二分之一垃圾状态的识别区域面积与医疗垃圾桶空桶状态的边缘内部面积与相比，得到标准比值；

根据目标区域内医疗垃圾桶图像，计算待识别的医疗垃圾桶内垃圾状态的面积；

将待识别的医疗垃圾桶内垃圾状态的面积与医疗垃圾桶空桶状态的边缘内部面积相比，得到实际比值；

比较实际比值与标准比值的大小，若实际比值大于标准比值，则医疗垃圾桶内垃圾状态大于二分之一，满足回收标准；否则，不满足回收标准。

5.根据权利要求1所述的医疗垃圾桶识别判断抓取的方法，其特征是，所述定位出医疗垃圾桶的中心点像素坐标的步骤包括：

对医疗垃圾桶的俯视图像进行图像处理，得到医疗垃圾桶俯视图像的色度值、饱和度值、亮度值三组识别阈值；

根据医疗垃圾桶俯视图像的色度值、饱和度值、亮度值三组识别阈值，得到医疗垃圾桶的图像识别信息；

通过最小外接矩形识别方法识别出医疗垃圾桶外部轮廓的矩形，得到该医疗垃圾桶外部轮廓矩形的中心点像素坐标。

6.根据权利要求1所述的医疗垃圾桶识别判断抓取的方法，其特征是，所述将医疗垃圾桶的中心点像素坐标转化为机械臂坐标的步骤包括：

将标定板放置于目标医疗垃圾桶上部，采集标定板的图像，并对其进行处理，得到三个标定板角点在像素坐标下的相对距离；

将四轴机械臂的末端轴与三个标定板角点重合，分别记录三个标定板角点在机械臂坐标下的相对距离；

根据三个标定板角点在像素坐标下和机械臂坐标下的相对距离，计算出两个坐标系放大的比例关系；

根据比例关系，得到机械臂坐标下的目标垃圾桶中心点与三个标定板角点的距离；

根据已知的三标定板角点机械臂坐标以及目标垃圾桶中心点与三个标定板角点的距离，求出目标垃圾桶中心点的机械臂坐标。

7.一种医疗垃圾桶识别判断抓取的***，该***用于实现权利要求1至6中任一项所述的医疗垃圾桶识别判断抓取的方法，其特征是，该***包括行走装置、设置在行走装置上的图像采集装置、控制装置和抓取装置；

所述图像采集装置，用于采集医疗垃圾桶的目标区域图像以及医疗垃圾桶的俯视图像，并传输给控制装置；

所述控制装置，用于根据接收到的目标区域图像，判断医疗垃圾桶图像是否完全位于目标区域图像内；若医疗垃圾桶图像完全位于目标区域图像内，则对目标区域图像内医疗垃圾桶图像进行图像处理，得出医疗垃圾桶内垃圾状态；判断医疗垃圾桶内垃圾状态是否满足回收标准；若满足，则根据医疗垃圾桶的俯视图像，定位出医疗垃圾桶的中心点像素坐标；将医疗垃圾桶的中心点像素坐标转化为机械臂坐标，将机械臂坐标反馈给抓取装置；

所述抓取装置，用于利用机械臂坐标信息抓取医疗垃圾桶。

8.根据权利要求7所述的医疗垃圾桶识别判断抓取的***，其特征是，所述图像采集装置包括支架、设置在支架顶端的面光源和设置在面光源下方的摄像头。

9.根据权利要求7所述的医疗垃圾桶识别判断抓取的***，其特征是，所述抓取装置包括机械臂和抓具，所述机械臂的底端安装在行走装置上，所述抓具安装在机械臂的前端。

10.根据权利要求8或9所述的医疗垃圾桶识别判断抓取的***，其特征是，所述控制装置包括控制器、供气模块、电源模块和无线通信模块；所述控制器分别与摄像头、机械臂、供气模块、电源模块和无线通信模块连接，所述供气模块的输出端与抓取气缸连接，用于控制气缸的开合。