CN111300405B - 一种移动平台的视觉识别定位装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于配电变压器自动接线技术领域，公开了一种移动平台的视觉识别定位装置及方法。该方法包括：程序控制器控制视觉识别设备移动至接线平台的上方；利用视觉识别设备识别出接线平台的像素坐标；程序控制器计算出接线平台在大地坐标系中的准确坐标；程序控制器驱动视觉识别设备移动至待拾取件的上方；利用视觉识别设备识别出待拾取件的像素坐标；程序控制器计算出待拾取件在大地坐标系中的准确坐标和角度；程序控制器控制六轴机器人的机械手拾取待拾取件；六轴机器人将待拾取件移动至配电变压器的连接端进行线路连接。本发明提出的移动平台的视觉识别定位装置及方法能保证接线部位定位拾取的准确性，降低生产成本，提高生产效率。

Description

一种移动平台的视觉识别定位装置及方法

技术领域

本发明属于配电变压器自动接线设备技术领域，尤其涉及一种移动平台的视觉识别定位装置及方法。

背景技术

配电变压器在生产制造过程中的应用广泛，配电变压器的安装接线复杂繁琐，且在人工接线时会有不安全因素，故各种各样的自动接线方法逐渐代替人工作业。

目前，线路的定位连接方法多为利用导向机构，将线路沿着轨道定位到连接位置，然后用连接机构进行连接，该装置为专用装置，增加生产成本，效率较低，而且各种型号的变压器大小不一，同一连接装置只能应用于同一类变压器的接线中，利用率低，当其安装不精确时，会影响定位的准确性。

因此，亟需一种移动平台的视觉识别定位装置及方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种移动平台的视觉识别定位装置，保证接线部位定位拾取的准确性，降低生产成本，提高生产效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种移动平台的视觉识别定位装置，包括：

六轴机器人；

接线平台；

推送机构，其活动端与所述接线平台相连接，所述推送机构能够驱动所述接线平台向靠近或远离所述六轴机器人的方向移动；

视觉识别设备，安装于所述六轴机器人的机械臂端部，所述视觉识别设备能够识别并获得所述接线平台及位于所述接线平台上的待拾取件的像素坐标；

程序控制器，分别与所述六轴机器人和所述视觉识别设备通信连接，所述程序控制器能够接收所述视觉识别设备的数据信息，所述程序控制器能够将所述数据信息转换成驱动指令并传递给所述六轴机器人，驱动所述六轴机器人的机械臂根据所述驱动指令移动到所述接线平台上拾取所述待拾取件。

作为优选，所述推送机构包括推送架和步进电动机，所述推送架的一端连接于所述步进电动机的活动端，所述推送架的另一端连接于所述接线平台，所述步进电动机能够驱动所述推送架向靠近或远离所述六轴机器人的方向移动。

作为优选，所述待拾取件为螺母或螺套。

作为优选，所述接线平台底部安装有多个脚轮。

一种移动平台的视觉识别定位方法，包括：

程序控制器控制视觉识别设备移动至接线平台的上方；

利用视觉识别设备识别出接线平台的像素坐标；

程序控制器计算出接线平台在大地坐标系中的准确坐标；

程序控制器驱动视觉识别设备移动至待拾取件的上方；

利用视觉识别设备识别出待拾取件的像素坐标；

程序控制器计算出待拾取件在大地坐标系中的准确坐标和角度；

程序控制器控制六轴机器人的机械手依据待拾取件在大地坐标系中的准确坐标和角度拾取待拾取件；

六轴机器人将待拾取件移动至配电变压器的连接端进行线路连接。

作为优选，所述程序控制器驱动视觉识别设备移动至接线平台的上方，包括：

利用所述推送机构将接线平台推送到六轴机器人机械手所能触及的范围内；

程序控制器通过推送机构的步进电动机的脉冲数，计算出接线平台所处的第一确定位置；

程序控制器控制六轴机器人，将固定在六轴机器人机械臂上的视觉识别设备的镜头移动到接线平台所处的第一确定位置的上方。

作为优选，所述利用视觉识别设备识别出接线平台的像素坐标，包括：

在视觉识别设备的服务器内预置接线平台的识别标志物；

程序控制器启动视觉识别设备，调取视觉识别设备服务器内接线平台的识别标志物，通过比对识别标志物与实际平台，识别出接线平台；

视觉识别设备服务器通过分析当前镜头中接线平台的识别标志物，获得当前识别标志物在视觉范围内对应的像素坐标；

视觉识别设备服务器将接线平台的像素坐标传输给程序控制器。

作为优选，所述程序控制器计算出接线平台在大地坐标系中的准确坐标，包括：

程序控制器根据预置识别标志物的像素坐标及识别标志物对应实体的大地坐标，计算出视觉识别设备镜头的像素坐标系与大地坐标系的对应关系；

程序控制器以接线平台的像素坐标为输入信息，根据视觉识别设备镜头的像素坐标系与大地坐标系的对应关系，计算出接线平台的大地坐标。

作为优选，所述程序控制器驱动视觉识别设备移动至待拾取件的上方，包括：

在视觉识别设备的服务器内预置接线平台与待拾取件的识别标志物；

程序控制器分析所述接线平台识别标志物与所述待拾取件识别标志物的相对位置关系；

程序控制器根据接线平台的大地坐标，计算出待拾取件的第二确定位置；

程序控制器控制六轴机器人，将固定在六轴机器人机械臂上的视觉识别设备的镜头移动到待拾取件所处的第二确定位置的上方。

作为优选，所述程序控制器控制六轴机器人的机械手依据待拾取件在大地坐标系中的准确坐标和角度拾取待拾取件，包括：

视觉识别设备服务器根据待拾取件的摆放角度，准确计算出拾取待拾取件需要旋转的角度数据，并将角度数据发送给程序控制器；

程序控制器控制六轴机器人的机械手，依据角度数据旋转，然后移动至相应坐标上对待拾取件进行精确的拾取。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种移动平台的视觉识别定位装置及方法，使用了一台固定在六轴机器人机械臂顶端的视觉识别设备，识别出接线平台在视觉范围内的像素坐标，程序控制器以接线平台的像素坐标为输入信息，计算出接线平台在大地坐标系中的准确坐标，再根据接线平台与待拾取件的相对位置，重复上述步骤确定待拾取件的大地坐标。本发明提出的移动平台的视觉识别定位装置及方法，保证接线部位定位的准确性，降低了生产成本，提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的视觉定位装置的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的视觉定位装置的俯视图；

图3是本发明实施例二提供的视觉定位方法的流程框图。

图中：

1、六轴机器人；2、接线平台；3、推送机构；4、视觉识别设备；5、待拾取件。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例提供了一种移动平台的视觉识别定位装置，其包括六轴机器人1、接线平台2、推送机构3、视觉识别设备4和程序控制器，推送机构3的活动端与接线平台2相连接，推送机构3能够驱动接线平台2向靠近或远离六轴机器人1的方向移动，视觉识别设备4安装于六轴机器人1的机械臂端部，视觉识别设备4能够识别并获得接线平台2及位于接线平台2上的待拾取件5的像素坐标，程序控制器分别与六轴机器人1和视觉识别设备4通信连接，程序控制器能够接收视觉识别设备4的数据信息，程序控制器能够将数据信息转换成驱动指令并传递给六轴机器人1，驱动六轴机器人1的机械臂根据驱动指令移动到接线平台2上拾取待拾取件5。

本实施例提供的移动平台的视觉识别定位装置，使用了一台固定在六轴机器人1机械臂顶端的视觉识别设备4，识别出接线平台2在视觉范围内的像素坐标，程序控制器以接线平台2的像素坐标为输入信息，计算出接线平台2在大地坐标系中的准确坐标，再根据接线平台2与待拾取件5的相对位置，重复上述步骤可确定待拾取件4的大地坐标。本实施例提出的移动平台的视觉识别定位装置及方法，保证接线部位定位的准确性，降低了生产成本，提高了生产效率。

在本实施例中，视觉识别设备4包括摄像装置和服务器。摄像装置用于拍摄图片；服务器内预先存储待识别物的特定标志物及其识别规则，该标志物可以是整个图片，也可以是待拾取物特有部分的图片。摄像装置先将拍摄的目标物照片传入服务器，服务器调取预先设定的标志物，然后根据识别规则确定图片中的目标物，从而确定目标物的像素坐标。

具体地，推送机构3包括推送架和步进电动机，推送架的一端连接于步进电动机的活动端，推送架的另一端连接于接线平台2，步进电动机能构驱动推送架向靠近或远离六轴机器人1的方向移动。

更具体地，待拾取件5为螺母或螺套，螺母或螺套被用来连接线路。

可选地，接线平台2底部安装有多个脚轮，可消除接线平台2与地面的摩擦，减小在滑动过程中对接线平台的磨损，使接线平台2较易滑动，减少步进电动机的输入功率。

实施例二

如图3所示，本实施例提供了一种移动平台的视觉识别定位方法，利用实施例一提供的移动平台的视觉识别装置，方法包括：

步骤一、程序控制器控制视觉识别设备4移动至接线平台2的上方。

本实施例适用于配电变压器自动接线，待配电变压器输送到位后，利用推送机构3将接线平台2推送到六轴机器人1机械手所能触及的范围内，接线平台2上放置有低压接地线接线端子、螺套和螺母等连接用附件，程序控制器通过推送机构3的步进电动机的脉冲数，计算出接线平台2所处的第一确定位置，第一确定位置为接线平台2所处的大概大地坐标，精确度较低，程序控制器控制六轴机器人1，将固定在六轴机器人1机械臂上的摄像装置移动到接线平台2所处的第一确定位置的上方，为识别接线平台2作准备。

步骤二、利用视觉识别设备4识别出接线平台2的像素坐标。

在视觉识别设备4的服务器内预置接线平台2的识别标志物，程序控制器启动视觉识别设备4，调取视觉识别设备4服务器内接线平台2的识别标志物，通过比对识别标志物与实际平台，“看到”接线平台2，视觉识别设备4服务器根据判定规则识别当前镜头中接线平台2的标志物，获得当前识别标志物在视觉范围内对应的像素坐标，视觉识别设备4服务器将接线平台2的像素坐标传输给程序控制器。

步骤三、程序控制器计算出接线平台2在大地坐标系中的准确坐标。

视觉识别设备4镜头的像素坐标系与实际的大地坐标系之间有固定的对应关系。程序控制器根据预置识别标志物的像素坐标及识别标志物对应实体的大地坐标，计算出视觉识别设备4镜头的像素坐标系与大地坐标系的对应关系，程序控制器以接线平台2的像素坐标为输入信息，根据视觉识别设备4镜头的像素坐标系与大地坐标系的对应关系，计算出接线平台2的大地坐标。

步骤四、程序控制器驱动视觉识别设备4移动至待拾取件5的上方。

在视觉识别设备4的服务器内预置待拾取件5的识别标志物，程序控制器分析接线平台2识别标志物与待拾取件5识别标志物的相对位置关系，根据接线平台2的大地坐标，计算出待拾取件5的第二确定位置，第二确定位置为待拾取件5所处的大概大地坐标位置，精确度较低，程序控制器控制六轴机器人1，将固定在六轴机器人1机械臂上的视觉识别设备4的镜头移动到待拾取件5所处的第二确定位置的上方，为识别待拾取件5作准备。

步骤五、利用视觉识别设备4识别出待拾取件5的像素坐标。

程序控制器启动视觉识别设备4，调取视觉识别设备4服务器内待拾取件5的识别标志物，通过比对识别标志物与内待拾取件5，“看到”待拾取件5，视觉识别设备4服务器通过分析当前镜头中待拾取件5的识别标志物，获得当前识别标志物在视觉范围内对应的像素坐标，视觉识别设备4服务器将待拾取件5的像素坐标传输给程序控制器。

步骤六、程序控制器计算出待拾取件5在大地坐标系中的准确坐标和角度。

程序控制器以待拾取件5的像素坐标为输入信息，根据视觉识别设备4镜头的像素坐标系与大地坐标系的对应关系，计算出待拾取件5的大地坐标，视觉识别设备4根据待拾取件5上的多个点的坐标计算出待拾取件5的角度。

步骤七、程序控制器控制六轴机器人1的机械手拾取待拾取件5。

视觉识别设备4服务器根据待拾取件5的摆放角度，准确计算出拾取待拾取件5需要旋转的角度数据，并将角度数据发送给程序控制器，程序控制器控制六轴机器人1的机械手，依据角度数据旋转，然后移动至相应坐标上对待拾取件5进行精确的拾取。

步骤八、六轴机器人1将待拾取件5移动至配电变压器的连接端进行线路连接。

程序控制器控制六轴机器人1的机械手拾取待拾取件5，将待拾取件5放到接线的位置，用六轴机器人1的机械手将线路连接到用配电变压器的低压侧。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种移动平台的视觉识别定位方法，其特征在于，使用的移动平台的视觉识别定位装置包括：

六轴机器人(1)；

接线平台(2)；

推送机构(3)，其活动端与所述接线平台(2)相连接，所述推送机构(3)能够驱动所述接线平台(2)向靠近或远离所述六轴机器人(1)的方向移动；

视觉识别设备(4)，安装于所述六轴机器人(1)的机械臂端部，所述视觉识别设备(4)能够识别并获得所述接线平台(2)及位于所述接线平台(2)上的待拾取件(5)的像素坐标；

程序控制器，分别与所述六轴机器人(1)和所述视觉识别设备(4)通信连接，所述程序控制器能够接收所述视觉识别设备(4)的数据信息，所述程序控制器能够将所述数据信息转换成驱动指令并传递给所述六轴机器人(1)，驱动所述六轴机器人(1)的机械手根据所述驱动指令移动到所述接线平台(2)上拾取所述待拾取件(5)；

所述移动平台的视觉识别定位方法包括：

程序控制器控制视觉识别设备(4)移动至接线平台(2)的上方；

利用视觉识别设备(4)识别出接线平台(2)的像素坐标；

程序控制器计算出接线平台(2)在大地坐标系中的准确坐标；

程序控制器驱动视觉识别设备(4)移动至待拾取件(5)的上方；

利用视觉识别设备(4)识别出待拾取件(5)的像素坐标；

程序控制器计算出待拾取件(5)在大地坐标系中的准确坐标和角度；

程序控制器控制六轴机器人(1)的机械手依据待拾取件(5)在大地坐标系中的准确坐标和角度拾取待拾取件(5)；

六轴机器人(1)将待拾取件(5)移动至配电变压器的连接端进行线路连接。

2.根据权利要求1所述的移动平台的视觉识别定位方法，其特征在于，所述推送机构(3)包括推送架和步进电动机，所述推送架的一端连接于所述步进电动机的活动端，所述推送架的另一端连接于所述接线平台(2)，所述步进电动机能够驱动所述推送架向靠近或远离所述六轴机器人(1)的方向移动。

3.根据权利要求1所述的移动平台的视觉识别定位方法，其特征在于，所述待拾取件(5)为螺母或螺套。

4.根据权利要求2所述的移动平台的视觉识别定位方法，其特征在于，所述接线平台(2)底部安装有多个脚轮。

5.根据权利要求1所述的移动平台的视觉识别定位方法，其特征在于，所述程序控制器控制视觉识别设备(4)移动至接线平台(2)的上方，包括：

利用所述推送机构(3)将接线平台(2)推送到六轴机器人(1)机械手所能触及的范围内；

程序控制器通过推送机构(3)的步进电动机的脉冲数，计算出接线平台(2)所处的第一确定位置；

程序控制器控制六轴机器人(1)，将固定在六轴机器人(1)机械臂上的视觉识别设备(4)的镜头移动到接线平台(2)所处的第一确定位置的上方。

6.根据权利要求1所述的移动平台的视觉识别定位方法，其特征在于，所述利用视觉识别设备(4)识别出接线平台(2)的像素坐标，包括：

在视觉识别设备(4)的服务器内预置接线平台(2)的识别标志物；

程序控制器启动视觉识别设备(4)，调取视觉识别设备(4)服务器内接线平台(2)的识别标志物，通过比对识别标志物与实际平台，识别出接线平台(2)；

视觉识别设备(4)服务器通过分析当前镜头中接线平台(2)的识别标志物，获得当前识别标志物在视觉范围内对应的像素坐标；

视觉识别设备(4)服务器将接线平台(2)的像素坐标传输给程序控制器。

7.根据权利要求1所述的移动平台的视觉识别定位方法，其特征在于，所述程序控制器计算出接线平台(2)在大地坐标系中的准确坐标，包括：

程序控制器根据预置识别标志物的像素坐标及识别标志物对应实体的大地坐标，计算出视觉识别设备(4)镜头的像素坐标系与大地坐标系的对应关系；

程序控制器以接线平台(2)的像素坐标为输入信息，根据视觉识别设备(4)镜头的像素坐标系与大地坐标系的对应关系，计算出接线平台(2)的大地坐标。

8.根据权利要求1所述的移动平台的视觉识别定位方法，其特征在于，所述程序控制器驱动视觉识别设备(4)移动至待拾取件(5)的上方，包括：

在视觉识别设备(4)的服务器内预置接线平台(2)与待拾取件(5)的识别标志物；

程序控制器分析接线平台(2)识别标志物与待拾取件(5)识别标志物的相对位置关系；

程序控制器根据接线平台(2)的大地坐标，计算出待拾取件(5)的第二确定位置；

程序控制器控制六轴机器人(1)，将固定在六轴机器人(1)机械臂上的视觉识别设备(4)的镜头移动到待拾取件(5)所处的第二确定位置的上方。

9.根据权利要求1所述的移动平台的视觉识别定位方法，其特征在于，所述程序控制器控制六轴机器人(1)的机械手依据待拾取件(5)在大地坐标系中的准确坐标和角度拾取待拾取件(5)，包括：

视觉识别设备(4)服务器根据待拾取件(5)的摆放角度，准确计算出拾取待拾取件(5)需要旋转的角度数据，并将角度数据发送给程序控制器；

程序控制器控制六轴机器人(1)的机械手，依据角度数据旋转，然后移动至相应坐标上对待拾取件(5)进行精确的拾取。

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