CN111380457A - 料盘的定位方法及*** - Google Patents

料盘的定位方法及*** Download PDF

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CN111380457A CN201811639884.XA CN201811639884A CN111380457A CN 111380457 A CN111380457 A CN 111380457A CN 201811639884 A CN201811639884 A CN 201811639884A CN 111380457 A CN111380457 A CN 111380457A
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Abstract

本发明公开了一种料盘的定位方法及***，所述定位方法包括：S1、获取料盘图像；S2、获取所述料盘图像中的每个料盘格及每个所述料盘格的中心点坐标，并根据所述中心点坐标对每个所述料盘格进行定位；S3、根据被定位的每个所述料盘格抓取所述料盘格中的所述目标产品。本发明通过一次性定位料盘的所有产品，可引导机器人按照定位连续多次直接抓取目标产品，从而节省了定位时间，操作简单且有效地提高了生产效率。

Description

料盘的定位方法及***
技术领域
本发明涉及自动化控制技术领域，特别涉及一种料盘的定位方法及***。
背景技术
随着中国制造业的自动化水平发展越来越高，现在许多工厂在很多制造环节都使用机器人来代替人力。在使用机器人配合实际生产的过程中，通常会使用视觉定位Mark点(位置识别点)来引导机器人去抓取料盘上的处于Mark点位置的目标产品。
但是，这种使用视觉定位引导机器人定位一次后，只能抓取一次目标产品，如若需要抓取料盘上的其他产品，则需要重新使用视觉定位引导机器人定位，因此，造成操作繁琐且生产效率低等缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中使用视觉定位引导机器人定位来抓取料盘上的目标产品，定位一次只能抓取一次目标产品，存在操作繁琐且生产效率低等缺陷，目的在于提供一种料盘的定位方法及***。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本发明提供一种料盘的定位方法，所述定位方法包括：
S1、获取料盘图像；
S2、获取所述料盘图像中的每个料盘格及每个所述料盘格的中心点坐标，并根据所述中心点坐标对每个所述料盘格进行定位；
其中，所述中心点坐标用于表征位于料盘上每个所述料盘格中的目标产品的位置；
S3、根据被定位的每个所述料盘格抓取所述料盘格中的所述目标产品。
较佳地，所述获取所述料盘图像中的每个料盘格及每个所述料盘格的中心点坐标的步骤具体包括：
S21、获取所述料盘图像中的每个料盘格；
其中，所述料盘中的所述料盘格以矩形阵列的形状设置；
S22、在矩形阵列的横向方向上任意选取两个料盘格，根据两个所述料盘格的中心点坐标获取相邻两个料盘格间的横向中心距离；
在矩形阵列的纵向方向上任意选取两个料盘格，根据两个所述料盘格的中心点坐标获取相邻两个料盘格间的纵向中心距离；
S23、任意选取一料盘格的中心点坐标作为参考点，再根据所述参考点、所述横向中心距离和所述纵向中心距离获取除所述参考点之外的所有所述料盘格的中心点坐标。
较佳地，步骤S22具体包括：
选取矩形阵列中的任意一排的第一个料盘格和最后一料盘格，获取所述横向中心距离，具体计算公式如下：
RowDistance＝(x2-x1)/(m-1)
其中，RowDistance表示相邻两个料盘格间的横向中心距离，任意一排的第一个料盘格的中心点坐标(x1，y1)，任意一排的最后一料盘格的中心点坐标(x2，y2)，矩形阵列为m*n，m表示矩阵阵列的行数，n表示矩阵阵列的列数；
选取矩形阵列中的任意一列的第一个料盘格和最后一料盘格，获取所述纵向中心距离，具体计算公式如下：
ColumnDistance＝(y4-y3)/(n-1)
其中，ColumnDistance表示相邻两个料盘格间的纵向中心距离，任意一列的第一个料盘格的中心点坐标(x3，y3)，任意一列的最后一料盘格的中心点坐标(x4，y4)。
较佳地，步骤S23具体包括：
选取矩形阵列中的第一行第一列的料盘格的中心点坐标作为参考点，根据所述参考点、所述横向中心距离和所述纵向中心距离获取除所述参考点之外的所有所述料盘格的中心点坐标，具体计算公式如下：
M＝[X+RowDistance*(i-1)，Y+ColumnDistance*(j-1)]
其中，矩形阵列中的第一行第一列的料盘格的中心点坐标为(X，Y)，M表示所有料盘格的中心点坐标，i＝1，2，…，n，j＝1，2，…，m。
本发明还提供一种料盘的定位***，所述定位***包括图像获取模块、坐标获取模块、定位模块和抓取模块；
所述图像获取模块用于获取料盘图像；
所述坐标获取模块用于获取所述料盘图像中的每个料盘格及每个所述料盘格的中心点坐标，并调用所述定位模块；
所述定位模块用于根据所述中心点坐标对每个所述料盘格进行定位；
其中，所述中心点坐标用于表征位于料盘上每个所述料盘格中的目标产品的位置；
所述抓取模块用于根据被定位的每个所述料盘格抓取所述料盘格中的所述目标产品。
较佳地，所述坐标获取模块包括料盘格获取单元、横向中心距离获取单元、纵向中心距离获取单元和中心点坐标获取单元；
所述料盘格获取单元用于获取所述料盘图像中的每个料盘格；
其中，所述料盘中的所述料盘格以矩形阵列的形状设置；
所述横向中心距离获取单元用于在矩形阵列的横向方向上任意选取两个料盘格，根据两个所述料盘格的中心点坐标获取相邻两个料盘格间的横向中心距离；
所述纵向中心距离获取单元用于在矩形阵列的纵向方向上任意选取两个料盘格，根据两个所述料盘格的中心点坐标获取相邻两个料盘格间的纵向中心距离；
所述中心点坐标获取单元用于任意选取一料盘格的中心点坐标作为参考点，再根据所述参考点、所述横向中心距离和所述纵向中心距离获取除所述参考点之外的所有所述料盘格的中心点坐标。
较佳地，所述横向中心距离获取单元用于选取矩形阵列中的任意一排的第一个料盘格和最后一料盘格，获取所述横向中心距离，具体计算公式如下：
RowDistance＝(x2-x1)/(m-1)
其中，RowDistance表示相邻两个料盘格间的横向中心距离，任意一排的第一个料盘格的中心点坐标(x1，y1)，任意一排的最后一料盘格的中心点坐标(x2，y2)，矩形阵列为m*n，m表示矩阵阵列的行数，n表示矩阵阵列的列数；
所述纵向中心距离获取单元用于选取矩形阵列中的任意一列的第一个料盘格和最后一料盘格，获取所述纵向中心距离，具体计算公式如下：
ColumnDistance＝(y4-y3)/(n-1)
其中，ColumnDistance表示相邻两个料盘格间的纵向中心距离，任意一列的第一个料盘格的中心点坐标(x3，y3)，任意一列的最后一料盘格的中心点坐标(x4，y4)。
较佳地，所述中心点坐标获取单元用于选取矩形阵列中的第一行第一列的料盘格的中心点坐标作为参考点，根据所述参考点、所述横向中心距离和所述纵向中心距离获取除所述参考点之外的所有所述料盘格的中心点坐标，具体计算公式如下：
M＝[X+RowDistance*(i-1)，Y+ColumnDistance*(j-1)]
其中，矩形阵列中的第一行第一列的料盘格的中心点坐标为(X，Y)，M表示所有料盘格的中心点坐标，i＝1，2，…，n，j＝1，2，…，m。
本发明的积极进步效果在于：
本发明通过一次性定位料盘的所有产品，可引导机器人按照定位连续多次直接抓取目标产品，从而节省了定位时间，操作简单且有效地提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例1的料盘的定位方法的流程图；
图2为本发明实施例1中的料盘的结构示意图；
图3为本发明实施例2的料盘的定位方法的流程图；
图4为本发明实施例3的料盘的定位方法的流程图；
图5为发明实施例4的料盘的定位***的模块示意图；
图6为发明实施例5的料盘的定位***的模块示意图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
如图1所示，本实施例的料盘的定位方法包括：
S101、获取料盘图像；
在实际生产过程中，可以通过在机器人上配置顶部相机来拍摄采集整个料盘对应的料盘图像。
S102、获取料盘图像中的每个料盘格及每个料盘格的中心点坐标，并根据中心点坐标对每个料盘格进行定位；
其中，中心点坐标用于表征位于料盘上每个料盘格中的目标产品的位置；
S103、根据被定位的每个料盘格抓取料盘格中的目标产品。
具体地，如图2所示，为3行3列的矩形阵列的形状设置的料盘。假设每次拍摄料盘的时间为100ms，定位料盘格中的目标产品的时间为200ms。若采用现有技术中的视觉定位引导机器人拍摄一次定位一次后，只抓取一次目标产品的方式，对应的视觉处理时间为＝(100+200)*9＝2700ms；而采用本实施例的料盘的定位方法，可以实现对整个料盘上的所有料盘格一次拍照并一次定位每个料盘格上的所有目标产品，即对应的视觉处理时间为＝100+200＝300ms，因此，相比现有技术中，本实施例可以节省了2400ms，从而有效地节省了处理时间，提高了工作效率。
本实施例通过一次性定位料盘的所有产品，可引导机器人按照定位连续多次直接抓取目标产品，从而节省了定位时间，操作简单且有效地提高了生产效率。
实施例2
如图3所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步改进，具体地：
步骤S102具体包括：
S1021、获取料盘图像中的每个料盘格；
其中，料盘中的料盘格以矩形阵列的形状设置；
同时，矩形阵列中的相邻两个料盘格间的横向中心距离均相等，矩形阵列中的相邻两个料盘格间的纵向中心距离均相等。
S1022、在矩形阵列的横向方向上任意选取两个料盘格，根据两个料盘格的中心点坐标获取相邻两个料盘格间的横向中心距离；
在矩形阵列的纵向方向上任意选取两个料盘格，根据两个料盘格的中心点坐标获取相邻两个料盘格间的纵向中心距离；
S1023、任意选取一料盘格的中心点坐标作为参考点，再根据参考点、横向中心距离和纵向中心距离获取除参考点之外的所有料盘格的中心点坐标。
S1024、根据中心点坐标对每个料盘格进行定位。
本实施例通过以矩形阵列的形状设置的每个料盘格，分别计算相邻两个料盘格间的横向中心距离和纵向中心距离，并通过任意选取一料盘格的中心点坐标作为参考点，获取每个料盘格的中心点坐标，并根据每个料盘格的中心点坐标对每个料盘格进行定位，从而实现一次性定位料盘的所有产品，可引导机器人按照定位连续多次直接抓取目标产品，从而节省了定位时间，操作简单且有效地提高了生产效率。
实施例3
如图4所示，本实施例在实施例2的基础上作进一步改进，具体地：
步骤S1022具体包括：
S10221、选取矩形阵列中的任意一排的第一个料盘格和最后一料盘格，获取相邻两个料盘格间的横向中心距离，具体计算公式如下：
RowDistance＝(x2-x1)/(m-1)
其中，RowDistance表示相邻两个料盘格间的横向中心距离，任意一排的第一个料盘格的中心点坐标(x1，y1)，任意一排的最后一料盘格的中心点坐标(x2，y2)，矩形阵列为m*n，m表示矩阵阵列的行数，n表示矩阵阵列的列数；
选取矩形阵列中的任意一列的第一个料盘格和最后一料盘格，获取相邻两个料盘格间的纵向中心距离，具体计算公式如下：
ColumnDistance＝(y4-y3)/(n-1)
其中，ColumnDistance表示相邻两个料盘格间的纵向中心距离，任意一列的第一个料盘格的中心点坐标(x3，y3)，任意一列的最后一料盘格的中心点坐标(x4，y4)。
步骤S1023具体包括：
S10231、选取矩形阵列中的第一行第一列的料盘格的中心点坐标作为参考点，根据参考点、横向中心距离和纵向中心距离获取除参考点之外的所有料盘格的中心点坐标，具体计算公式如下：
M＝[X+RowDistance*(i-1)，Y+ColumnDistance*(j-1)]
其中，矩形阵列中的第一行第一列的料盘格的中心点坐标为(X，Y)，M表示所有料盘格的中心点坐标，i＝1，2，…，n，j＝1，2，…，m。
本实施例中，对于矩形阵列的形状设置的每个料盘格，通过选取矩形阵列中的任意一排的第一个料盘格和最后一料盘格，计算相邻两个料盘格间的横向中心距离；选取矩形阵列中的任意一列的第一个料盘格和最后一料盘格计算相邻两个料盘格间的纵向中心距离，并选取矩形阵列中的第一行第一列的料盘格的中心点坐标作为参考点，来获取每个料盘格的中心点坐标，并根据每个料盘格的中心点坐标对每个料盘格进行定位，从而实现一次性定位料盘的所有产品，可引导机器人按照定位连续多次直接抓取目标产品，从而节省了定位时间，操作简单且有效地提高了生产效率。
实施例4
如图5所示，本实施例的料盘的定位***包括图像获取模块1、坐标获取模块2、定位模块3和抓取模块4。
图像获取模块1用于获取料盘图像；
在实际生产过程中，可以通过在机器人上配置顶部相机来拍摄采集整个料盘对应的料盘图像。
坐标获取模块2用于获取料盘图像中的每个料盘格及每个料盘格的中心点坐标，并调用定位模块；
定位模块3用于根据中心点坐标对每个料盘格进行定位；
其中，中心点坐标用于表征位于料盘上每个料盘格中的目标产品的位置；
抓取模块4用于根据被定位的每个料盘格抓取料盘格中的目标产品。
具体地，如图2所示，为3行3列的矩形阵列的形状设置的料盘。假设每次拍摄料盘的时间为100ms，定位料盘格中的目标产品的时间为200ms。若采用现有技术中的视觉定位引导机器人拍摄一次定位一次后，只抓取一次目标产品的方式，对应的视觉处理时间为＝(100+200)*9＝2700ms；而采用本实施例的料盘的定位方法，可以实现对整个料盘上的所有料盘格一次拍照并一次定位每个料盘格上的所有目标产品，即对应的视觉处理时间为＝100+200＝300ms，因此，相比现有技术中，本实施例可以节省了2400ms，从而有效地节省了处理时间，提高了工作效率。
本实施例通过一次性定位料盘的所有产品，可引导机器人按照定位连续多次直接抓取目标产品，从而节省了定位时间，操作简单且有效地提高了生产效率。
实施例5
如图6所示，本实施例在实施例4的基础上作进一步改进，具体地：
坐标获取模块2包括料盘格获取单元21、横向中心距离获取单元22、纵向中心距离获取单元23和中心点坐标获取单元24。
料盘格获取单元21用于获取料盘图像中的每个料盘格；
其中，料盘中的料盘格以矩形阵列的形状设置；
同时，矩形阵列中的相邻两个料盘格间的横向中心距离均相等，矩形阵列中的相邻两个料盘格间的纵向中心距离均相等。
横向中心距离获取单元22用于在矩形阵列的横向方向上任意选取两个料盘格，根据两个料盘格的中心点坐标获取相邻两个料盘格间的横向中心距离；
纵向中心距离获取单元23用于在矩形阵列的纵向方向上任意选取两个料盘格，根据两个料盘格的中心点坐标获取相邻两个料盘格间的纵向中心距离；
中心点坐标获取单元24用于任意选取一料盘格的中心点坐标作为参考点，再根据参考点、横向中心距离和纵向中心距离获取除参考点之外的所有料盘格的中心点坐标。
本实施例通过以矩形阵列的形状设置的每个料盘格，分别计算相邻两个料盘格间的横向中心距离和纵向中心距离，并通过任意选取一料盘格的中心点坐标作为参考点，获取每个料盘格的中心点坐标，并根据每个料盘格的中心点坐标对每个料盘格进行定位，从而实现一次性定位料盘的所有产品，可引导机器人按照定位连续多次直接抓取目标产品，从而节省了定位时间，操作简单且有效地提高了生产效率。
实施例6
如图6所示，本实施例在实施例5的基础上作进一步改进，具体地：
横向中心距离获取单元22用于选取矩形阵列中的任意一排的第一个料盘格和最后一料盘格，获取相邻两个料盘格间的横向中心距离，具体计算公式如下：
RowDistance＝(x2-x1)/(m-1)
其中，RowDistance表示相邻两个料盘格间的横向中心距离，任意一排的第一个料盘格的中心点坐标(x1，y1)，任意一排的最后一料盘格的中心点坐标(x2，y2)，矩形阵列为m*n，m表示矩阵阵列的行数，n表示矩阵阵列的列数；
纵向中心距离获取单元23用于选取矩形阵列中的任意一列的第一个料盘格和最后一料盘格，获取相邻两个料盘格间的纵向中心距离，具体计算公式如下：
ColumnDistance＝(y4-y3)/(n-1)
其中，ColumnDistance表示相邻两个料盘格间的纵向中心距离，任意一列的第一个料盘格的中心点坐标(x3，y3)，任意一列的最后一料盘格的中心点坐标(x4，y4)。
中心点坐标获取单元24用于选取矩形阵列中的第一行第一列的料盘格的中心点坐标作为参考点，根据参考点、横向中心距离和纵向中心距离获取除参考点之外的所有料盘格的中心点坐标，具体计算公式如下：
M＝[X+RowDistance*(i-1)，Y+ColumnDistance*(j-1)]
其中，矩形阵列中的第一行第一列的料盘格的中心点坐标为(X，Y)，M表示所有料盘格的中心点坐标，i＝1，2，…，n，j＝1，2，…，m。
本实施例中，对于矩形阵列的形状设置的每个料盘格，通过选取矩形阵列中的任意一排的第一个料盘格和最后一料盘格，计算相邻两个料盘格间的横向中心距离；选取矩形阵列中的任意一列的第一个料盘格和最后一料盘格计算相邻两个料盘格间的纵向中心距离，并选取矩形阵列中的第一行第一列的料盘格的中心点坐标作为参考点，获取每个料盘格的中心点坐标，并根据每个料盘格的中心点坐标对每个料盘格进行定位，从而实现一次性定位料盘的所有产品，可引导机器人按照定位连续多次直接抓取目标产品，从而节省了定位时间，操作简单且有效地提高了生产效率。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种料盘的定位方法，其特征在于，所述定位方法包括：
S1、获取料盘图像；
S2、获取所述料盘图像中的每个料盘格及每个所述料盘格的中心点坐标，并根据所述中心点坐标对每个所述料盘格进行定位；
其中，所述中心点坐标用于表征位于料盘上每个所述料盘格中的目标产品的位置；
S3、根据被定位的每个所述料盘格抓取所述料盘格中的所述目标产品。
2.如权利要求1所述的料盘的定位方法，其特征在于，所述获取所述料盘图像中的每个料盘格及每个所述料盘格的中心点坐标的步骤具体包括：
S21、获取所述料盘图像中的每个料盘格；
其中，所述料盘中的所述料盘格以矩形阵列的形状设置；
S22、在矩形阵列的横向方向上任意选取两个料盘格，根据两个所述料盘格的中心点坐标获取相邻两个料盘格间的横向中心距离；
在矩形阵列的纵向方向上任意选取两个料盘格，根据两个所述料盘格的中心点坐标获取相邻两个料盘格间的纵向中心距离；
S23、任意选取一料盘格的中心点坐标作为参考点，再根据所述参考点、所述横向中心距离和所述纵向中心距离获取除所述参考点之外的所有所述料盘格的中心点坐标。
3.如权利要求2所述的料盘的定位方法，其特征在于，步骤S22具体包括：
选取矩形阵列中的任意一排的第一个料盘格和最后一料盘格，获取所述横向中心距离，具体计算公式如下：
RowDistance＝(x2-x1)/(m-1)
其中，RowDistance表示相邻两个料盘格间的横向中心距离，任意一排的第一个料盘格的中心点坐标(x1，y1)，任意一排的最后一料盘格的中心点坐标(x2，y2)，矩形阵列为m*n，m表示矩阵阵列的行数，n表示矩阵阵列的列数；
选取矩形阵列中的任意一列的第一个料盘格和最后一料盘格，获取所述纵向中心距离，具体计算公式如下：
ColumnDistance＝(y4-y3)/(n-1)
其中，ColumnDistance表示相邻两个料盘格间的纵向中心距离，任意一列的第一个料盘格的中心点坐标(x3，y3)，任意一列的最后一料盘格的中心点坐标(x4，y4)。
4.如权利要求3所述的料盘的定位方法，其特征在于，步骤S23具体包括：
选取矩形阵列中的第一行第一列的料盘格的中心点坐标作为参考点，根据所述参考点、所述横向中心距离和所述纵向中心距离获取除所述参考点之外的所有所述料盘格的中心点坐标，具体计算公式如下：
M＝[X+RowDistance*(i-1)，Y+ColumnDistance*(j-1)]
其中，矩形阵列中的第一行第一列的料盘格的中心点坐标为(X，Y)，M表示所有料盘格的中心点坐标，i＝1，2，…，n，j＝1，2，…，m。
5.一种料盘的定位***，其特征在于，所述定位***包括图像获取模块、坐标获取模块、定位模块和抓取模块；
所述图像获取模块用于获取料盘图像；
所述坐标获取模块用于获取所述料盘图像中的每个料盘格及每个所述料盘格的中心点坐标，并调用所述定位模块；
所述定位模块用于根据所述中心点坐标对每个所述料盘格进行定位；
其中，所述中心点坐标用于表征位于料盘上每个所述料盘格中的目标产品的位置；
所述抓取模块用于根据被定位的每个所述料盘格抓取所述料盘格中的所述目标产品。
6.如权利要求5所述的料盘的定位***，其特征在于，所述坐标获取模块包括料盘格获取单元、横向中心距离获取单元、纵向中心距离获取单元和中心点坐标获取单元；
所述料盘格获取单元用于获取所述料盘图像中的每个料盘格；
其中，所述料盘中的所述料盘格以矩形阵列的形状设置；
所述横向中心距离获取单元用于在矩形阵列的横向方向上任意选取两个料盘格，根据两个所述料盘格的中心点坐标获取相邻两个料盘格间的横向中心距离；
所述纵向中心距离获取单元用于在矩形阵列的纵向方向上任意选取两个料盘格，根据两个所述料盘格的中心点坐标获取相邻两个料盘格间的纵向中心距离；
所述中心点坐标获取单元用于任意选取一料盘格的中心点坐标作为参考点，再根据所述参考点、所述横向中心距离和所述纵向中心距离获取除所述参考点之外的所有所述料盘格的中心点坐标。
7.如权利要求6所述的料盘的定位***，其特征在于，所述横向中心距离获取单元用于选取矩形阵列中的任意一排的第一个料盘格和最后一料盘格，获取相邻两个料盘格间的所述横向中心距离，具体计算公式如下：
RowDistance＝(x2-x1)/(m-1)
其中，RowDistance表示相邻两个料盘格间的横向中心距离，任意一排的第一个料盘格的中心点坐标(x1，y1)，任意一排的最后一料盘格的中心点坐标(x2，y2)，矩形阵列为m*n，m表示矩阵阵列的行数，n表示矩阵阵列的列数；
所述纵向中心距离获取单元用于选取矩形阵列中的任意一列的第一个料盘格和最后一料盘格，获取相邻两个料盘格间的所述纵向中心距离，具体计算公式如下：
ColumnDistance＝(y4-y3)/(n-1)
其中，ColumnDistance表示相邻两个料盘格间的纵向中心距离，任意一列的第一个料盘格的中心点坐标(x3，y3)，任意一列的最后一料盘格的中心点坐标(x4，y4)。
8.如权利要求7所述的料盘的定位***，其特征在于，所述中心点坐标获取单元用于选取矩形阵列中的第一行第一列的料盘格的中心点坐标作为参考点，根据所述参考点、所述横向中心距离和所述纵向中心距离获取除所述参考点之外的所有所述料盘格的中心点坐标，具体计算公式如下：
M＝[X+RowDistance*(i-1)，Y+ColumnDistance*(j-1)]
其中，矩形阵列中的第一行第一列的料盘格的中心点坐标为(X，Y)，M表示所有料盘格的中心点坐标，i＝1，2，…，n，j＝1，2，…，m。
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