CN113232022B - 一种圆盘传送跟踪控制方法、***、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种圆盘传送跟踪控制方法、***、装置及存储介质，方法包括检测步骤和执行步骤；检测步骤包括：建立任务队列；对圆盘进行拍摄，识别并获取各物体的靶标位置；获取编码器输出的圆盘运动信息，将各被识别的物体分别新建为预设任务，并将物体的靶标位置和当前的圆盘运动信息作为对应预设任务的特征信息；遍历任务队列，判断各预设任务是否与任务队列中的跟随任务重复以抛弃该预设任务或将预设任务***任务队列；执行步骤包括：在圆盘上建立工作区；按序从任务队列取出跟随任务并判断该跟随任务能否完成，若能则执行该跟随任务，反之则放弃该任务；基于任务队列的内容执行收尾步骤。本申请具有实现物料和任务的准确匹配的效果。

Description

一种圆盘传送跟踪控制方法、***、装置及存储介质

技术领域

本申请涉及工业自动化的领域，尤其是涉及一种圆盘传送跟踪控制方法、***、装置及存储介质。

背景技术

在很多自动化生产环境中，使用机械臂代替人工进行作业，用来节约成本和提高效率。在一般的工况中，机械臂的运动轨迹都是事先设计好的，机械臂按照这种固定的轨迹重复相同的动作。有一些取料放料或者类似喷涂的情况下，物料放置在圆盘上，跟着圆盘一直移动。这种情况下，就需要是机械臂能够根据一定的反馈信息，自动调整自身位置，既能跟到物料，又能在对物料进行期望的操作。

在现有技术中，通常需要将物料固定在圆盘上，并在各物料进入工作区的瞬间建立相应的任务，在圆盘运动过程中执行任务。但是将物料进入工作区前进行固定并在工作区后解除固定的操作较为繁琐，如果不进行固定，由于某些物料具有不规则形状，在工作区中的物料有时会因为意外发生位移，物料位置在改变后将会导致任务与物料位置不对应，从而发生任务的空执行。

发明内容

为了在物料自由放置于圆盘的前提下实现物料和任务的准确匹配，本申请提供一种圆盘传送跟踪控制方法、***、装置及存储介质。

第一方面，本申请提供的一种圆盘传送跟踪控制方法，采用如下的技术方案：

一种圆盘传送跟踪控制方法，包括同步进行的检测步骤和执行步骤；

所述检测步骤包括：

S11.建立任务队列，其中，任务队列用于有序地容纳跟随任务，跟随任务带有特征信息；

S12.在圆盘上的同一圆周上依次标定待机点、中点和结束点，其中，标定待机点、中点和结束点均在世界坐标系中固定；

S13.基于待机点、中点和结束点在圆盘上建立动工作台坐标系，并确定动工作台坐标系与世界坐标系的空间变换关系；其中动工作台坐标系可相对圆盘静止；

S14.在圆盘位于标定待机点和结束点之间部分建立工作区；

S15.基于预设频率获取工作区中物料的图像，并获取图像中各物料对应的靶标位置；

S16.获取圆盘上的编码器输出的圆盘运动信息，将各被识别的物体分别新建为预设任务，并将物体的靶标位置和当前的圆盘运动信息作为对应预设任务的特征信息；

S17.遍历任务队列，基于预设任务和跟随任务的特征信息判断各预设任务是否与任务队列中的跟随任务重复，若重复则抛弃该预设任务，若不重复则将预设任务***任务队列并更新任务队列；

所述执行步骤包括：

S21.按序从任务队列取出一个跟随任务，基于第一策略判断该跟随任务能否完成，若能够完成，执行该跟随任务，若不能完成，则放弃该任务；

S22.检测任务队列是否为空，若是则执行收尾步骤，若否则返回S21。

通过采用上述技术方案，圆盘用于对物料进行传送，在传送过程中，如机械臂等设备同步地对物料进行操作。视觉***对圆盘一定范围进行拍摄，拍摄具有固定的时间间隔。当圆盘上的物料随圆盘进入拍摄区域时，***对其进行拍摄。***中事先预录入有圆盘上物料的图像信息，因此可以进行相应地进行识别，判断拍摄图像上物体对应的区块，从而获得靶标位置，靶标位置是对应于物料上特征点的位置。在识别到物料的同时，创建预设任务，同时获取编码器输出的圆盘运动信息，并将两者相对应作为预设任务的特征信息。编码器输出的圆盘运动信息即为编码器的编码信息，任一编码均能够确定圆盘上各点的当前位置。由于拍摄具有固定的时间间隔，因此任两次相邻拍摄识别到的同一物体在不发生移动的情况下，应具有相同的位移。因此对物体是否重复进行判断，并基于判断结果将不重复的物体对应的预设任务***任务队列。由此，能够基于固定的视觉***对运动的物体进行识别，降低了图像识别的计算量和误判率，对***的计算能力的要求较低，降低了设备的生产成本。

在进行执行步骤时，由于进入工作区终点物体的间距不同，机械臂等设备在对物料进行操作时需要一定的工作时长，在几个物***置较为紧凑时容易导致部分物体在未来得及加工完毕时即离开工作区，因此需要对工作区中的物体对应的任务进行判定，对于能够完成的任务进行执行，对于只能部分完成或无法开始的任务进行放弃。通过这种方法，能够提高装置的工作效率，减少了在物料分布不均匀时废品的产生。

此外，通过示教待机点、中点和结束点三个点，来标定动工作台坐标系，在动工作台坐标系上教导机械臂的运动轨迹时，该轨迹在运动中相对于物料不变。由于物料在圆盘上受到圆盘的推动发生移动，则可通过追踪编码器值计算出物料的位置。因此，在计算时，只需要进行一次坐标变换，较为方便。同时，动工作台坐标系对于工作台的运动方向没有要求，只需要根据三个示教点任意设置均可，以圆盘的圆心设置极坐标系仅为一种可行的设置方式。此外，本方案的动工作台坐标系是基于待机点、中点和结束点，实际上与圆盘没有强相关关系，将动工作台坐标系设置为相对于圆盘静止只是出于方便，而并不意味着必须设置在圆盘上，相对于圆盘静止。由此，本方案的自由度更大，能够方便人们基于实际工况进行调整。

优选的，所述S15包括以下步骤：

S151.基于预设频率获取工作区中物料的图像；

S152.获取物体的识别模板的轮廓信息，并基于轮廓信息生成并记录设置于轮廓信息内指定像素位置处的靶标位置；

S153.识别拍摄的图像信息，获取图像信息中和识别模板相同的轮廓信息；

S154.通过计算获得轮廓信息的指定像素位置处的靶标位置。

通过采用上述技术方案，按固定频率对圆盘进行拍摄，并基于预存的识别模板与获取的图像进行匹配，从而得到靶标位置，由于圆盘在径向上具有一定的宽度，准确的靶标位置不仅能够用于表征物体在圆盘径向上的位置，还能够为机械臂等设备提供参考基点。

优选的，所述S16包括以下步骤：

S161.获取编码器输出的圆盘运动信息；

S162.将图像信息中和识别模板相同的轮廓信息对应的物体作为预设任务；

S163.将物体的靶标位置和当前的圆盘运动信息作为对应预设任务的特征信息。

通过采用上述技术方案，由于圆盘径向上具有一定的宽度，物料除了在圆盘的转动方向上具有一定间距，在圆盘的径向上也具有一定的间距，标靶位置与圆盘运动信息配合能够确定物料的实时位置。

优选的，所述S17包括以下步骤：

S171.提取预设任务特征信息中的圆盘运动信息，计算估算圆盘运动信息，其中，估算圆盘运动信息=特征信息中的圆盘运动信息-圆盘转动角速度×预设时长；

S172.依次读取任务队列中各跟随任务的特征信息，得到历史圆盘运动信息，比较历史圆盘运动信息和估算圆盘运动信息，

若|历史圆盘运动信息-估算圆盘运动信息|＜预设误差上限，则判定该预设任务已存在于任务队列，抛弃该预设任务，并将当前的圆盘运动信息更新入跟随任务中的特征信息；

若|历史圆盘运动信息-估算圆盘运动信息|＞预设误差上限，则将该预设任务***任务队列；

S173.抛弃任务队列中在S172步骤中特征信息未被更新的跟随任务；

S174.根据物体在圆盘上的先后顺序排列对应的跟随任务。

通过采用上述技术方案，由于对圆盘的拍摄是按固定频率进行的，因此对于每个物料而言，***所检测到的并不是一条连续的轨迹，而是离散的点位。当物料相对于圆盘固定时，物料在相邻点位之间的距离是固定的。本方案通过该固定距离对相邻点的历史位置和预估位置的距离进行测量，判断其是否在误差范围内，若在误差范围内则判定该物料对应于上一次拍照时刻在对应位置的物料，作为同一跟随任务并更新特征信息。若在误差范围外，则判定该物料为新物料或移动的物料，并作为新的任务。抛弃未被更新的任务，此类任务对应于位置发生移动的物料，对其进行清除以避免机械臂发生空操作。对任务队列内的跟随任务进行排列，以使得机械臂能够优先处理靠近工作区终点的物料，提高了机械臂的工作周期占比。

优选的，

所述第一策略包括：

步骤一：读取跟随任务，并获取待机点位置的当前编码器值和结束点位置的当前编码器值；

步骤二：执行判断：

若跟随任务特征信息内的圆盘运动信息＜待机点位置的当前编码器值，则判断能够完成并进行待机；

若结束点位置的当前编码器值＞跟随任务特征信息内的圆盘运动信息＞待机点位置的当前编码器值，则判断能够完成并执行跟随任务；

若跟随任务特征信息内的圆盘运动信息＞待机点位置的当前编码器值，则判断无法完成，抛弃该跟随任务。

通过采用上述技术方案，由于机械臂对物料的操作具有一定的时长，在该时长内物料和机械臂将会沿圆盘的转动方向同步移动一段距离，因此当物料与工作区结束点位置的距离较近，小于机械臂在物料上操作的所需时间时，如若继续操作将会导致机械臂未处理完任务，任务对应的物料即脱离工作区。因此根据编码器值的相关信息对任务的可完成性进行判断，有助于提高机械臂的工作效率。

优选的，所述跟随任务包括以下步骤：

步骤一：获取机械臂基准点在世界坐标系的坐标，根据空间变换关系转化为动工作台坐标系中的动态坐标；根据空间变换关系将靶标位置转化为动工作台坐标系中的目标位置；

步骤二：基于动态坐标和目标位置进行路径规划，并基于路径规划进行速度规划；

步骤三：将规划的路径和速度根据空间变换关系转化至世界坐标系。

通过采用上述技术方案，动工作台坐标系基于三个示教点设置的，通常相对于圆盘静止。将世界坐标系中的机械臂基准点转化为动工作台坐标系中的坐标，可以方便地对动态坐标和目标位置进行路径规划和速度规划，再转化回世界坐标系，这一系列操作只需要在世界坐标系和动工作台坐标系进行一次变换，而无需以机械臂基准点建立另外一套坐标系，有利于计算量的减少，降低了对硬件计算能力的要求。

优选的，所述收尾步骤为控制机械臂移动至待机位置。

通过采用上述技术方案，机械臂移动至待机位置以等待下一任务队列的开始。

第二方面，本申请提供了一种***，采用如下的技术方案：

一种***，包括：

任务队列存储器，用于有序地容纳跟随任务，跟随任务带有特征信息；

编码器，用于输出圆盘运动信息；

标定模块，用于在圆盘上的同一圆周上依次标定待机点、中点和结束点，其中，标定待机点、中点和结束点均在世界坐标系中固定；

坐标系建立模块，用于基于待机点、中点和结束点在圆盘上建立动工作台坐标系，并确定动工作台坐标系与世界坐标系的空间变换关系；其中动工作台坐标系可相对圆盘静止；

工作区建立模块，用于在圆盘位于标定待机点和结束点之间部分建立工作区；

视觉模块，基于预设频率获取工作区中物料的图像，并获取图像中各物料对应的靶标位置；

任务建立模块，用于获取编码器输出的圆盘运动信息，将各被识别的物体分别新建为预设任务，并将物体的靶标位置和当前的圆盘运动信息作为对应预设任务的特征信息；

任务更新模块，用于基于预设任务和跟随任务的特征信息判断各预设任务是否与任务队列中的跟随任务重复，若重复则抛弃该预设任务，若不重复则将预设任务***任务队列并更新任务队列；

判断执行模块，用于按序从任务队列取出一个跟随任务，基于第一策略判断该跟随任务能否完成，若能够完成，执行该跟随任务，若不能完成，则放弃该任务；

收尾模块，用于检测队列的剩余任务并基于检测结果执行收尾工作。

通过采用上述技术方案，圆盘用于对物料进行传送，在传送过程中，如机械臂等设备同步地对物料进行操作。视觉***对圆盘一定范围进行拍摄，拍摄具有固定的时间间隔。当圆盘上的物料随圆盘进入拍摄区域时，***对其进行拍摄。***中事先预录入有圆盘上物料的图像信息，因此可以进行相应地进行识别，判断拍摄图像上物体对应的区块，从而获得靶标位置，靶标位置是对应于物料上特征点的位置。在识别到物料的同时，创建预设任务，同时获取编码器输出的圆盘运动信息，并将两者相对应作为预设任务的特征信息。编码器输出的圆盘运动信息即为编码器的编码信息，任一编码均能够确定圆盘上各点的当前位置。由于拍摄具有固定的时间间隔，因此任两次相邻拍摄识别到的同一物体在不发生移动的情况下，应具有相同的位移。因此对物体是否重复进行判断，并基于判断结果将不重复的物体对应的预设任务***任务队列。由此，能够基于固定的视觉***对运动的物体进行识别，降低了图像识别的计算量和误判率，对***的计算能力的要求较低，降低了设备的生产成本。

在进行执行步骤时，由于进入工作区终点物体的间距不同，机械臂等设备在对物料进行操作时需要一定的工作时长，在几个物***置较为紧凑时容易导致部分物体在未来得及加工完毕时即离开工作区，因此需要对工作区中的物体对应的任务进行判定，对于能够完成的任务进行执行，对于只能部分完成或无法开始的任务进行放弃。通过这种方法，能够提高装置的工作效率，减少了在物料分布不均匀时废品的产生。

此外，通过示教待机点、中点和结束点三个点，来标定动工作台坐标系，在动工作台坐标系上教导机械臂的运动轨迹时，该轨迹在运动中相对于物料不变。由于物料在圆盘上受到圆盘的推动发生移动，则可通过追踪编码器值计算出物料的位置。因此，在计算时，只需要进行一次坐标变换，较为方便。同时，动工作台坐标系对于工作台的运动方向没有要求，只需要根据三个示教点任意设置均可，以圆盘的圆心设置极坐标系仅为一种可行的设置方式。此外，本方案的动工作台坐标系是基于待机点、中点和结束点，实际上与圆盘没有强相关关系，将动工作台坐标系设置为相对于圆盘静止只是出于方便，而并不意味着必须设置在圆盘上，相对于圆盘静止。由此，本方案的自由度更大，能够方便人们基于实际工况进行调整。

第三方面，本申请提供了一种装置，采用如下的技术方案：

一种装置，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述任一方法的计算机程序。

第四方面，本申请提供了一种可读存储介质，采用如下的技术方案：

一种可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如上述任一方法的计算机程序。

附图说明

图1是本申请实施例中检查步骤的流程框图；

图2是本申请实施例中跟随任务的流程框图；

图3是本申请实施例中S15的流程框图；

图4是本申请实施例中S16的流程框图；

图5是本申请实施例中S17的流程框图；

图6是本申请实施例中执行步骤的流程框图；

图7是本申请实施例中第一策略的流程框图。

具体实施方式

以下结合附图1-7，对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种圆盘传送跟踪控制方法,该圆盘传送跟踪控制方法包括同步进行的检测步骤和执行步骤，检测步骤与执行步骤是同步进行的，通过检测步骤获取得到的数据得到合适的任务队列，并在执行步骤中选择性地对任务队列内的跟随任务进行执行，以进行高效跟踪。

参照图1，检测步骤包括以下步骤：

S11.建立任务队列，其中，任务队列用于有序地容纳跟随任务，跟随任务带有特征信息。

跟随任务与圆盘上的物料相对应，在跟随任务执行至跟随后，便可执行对物料的操作。举个例子，比如物料为一方形物体，在执行跟随任务时，即表现为先驱动机械臂的末端移动到物料对应的基点上，再让机械臂的末端沿物料的各个边缘进行涂胶。

更具体的，举个例子，跟随任务内包含机械臂的运动轨迹，该轨迹实际上是机械臂对物体进行一系列的操作，可以由事先进行示教的点位获得。在获得运动轨迹后，利用速度规划，以实现对轨迹的插补。需要注意的是，该运动轨迹上各点的位置都是相对于圆盘的，而圆盘是在不断转动的，因此需要将其转化为世界坐标系下的坐标，世界坐标系对于机械臂来说是固定不变的。

S12.在圆盘上的同一圆周上依次标定待机点、中点和结束点，其中，标定待机点、中点和结束点均在世界坐标系中固定。

S13.基于待机点、中点和结束点在圆盘上建立动工作台坐标系，并确定动工作台坐标系与世界坐标系的空间变换关系；其中动工作台坐标系可相对圆盘静止。

待机点、中点和结束点取圆盘上同一圆周的不同的三个点，三个点确定一个圆的圆心、半径和转向，从而自动生成基于动工作台坐标系的工作台。在一些实施例中，由于圆盘表面各区域形状近似难以抓取特征，为避免圆盘变动导致动工作台坐标系生成与圆盘不相对应，比如圆盘的圆心确定错误，因此，在圆盘的边缘沿圆盘转动方向依次标定待机点、中点和结束点。

在该步骤中也可以在圆盘上标定一个记录点，该记录点在动工作台上固定，可以位于待机点之前，也可以与待机点重合，只需要与待机点、中点和结束点位于同一圆周上即可。在某些实施例中，当圆盘发生变动时，可以进行重新标定，重新标定方法可以为如下步骤：首先将原来的记录点移动到新的记录点上，新的记录点为原先记录点发生移动所得，此时则相当于标定的圆的半径发生改变，圆心不变。根据圆半径的变化求待机点、中点和结束点的新值。由于各点之间的夹角没有变，而在动工作台坐标系中圆盘用的是夹角弧度与编码器差值的比例，因此各点之间的编码器差也不会变。

具体的，在标定每个点时，需要将圆盘停止，并记录当前的编码器值。四个点的记录顺序严格沿着圆盘的转动方向。在示教完成后，需要修改其中一个点时，就要将四个点重新修改。这四个点事实上标定了一个在圆心位置标定一个旋转的工作台。换句话说，也就是记录点处设置一个工作台，该工作台可以随着圆盘运动。该工作台的位置可以通过编码器的变化值（编码器的当前值减去记录点处编码器值）计算出当前在圆盘上的位置。

S14.在圆盘位于标定待机点和结束点之间部分建立工作区。

四个点相对于世界坐标系静止，也就是工作区相对于世界坐标系静止，圆盘上的物料随圆盘转动，依次经过记录点、待机点、中点和结束点，物料相对于动工作台坐标系静止。换而言之，记录点、待机点、中点和结束点在动工作台坐标系上为动点。

基于此，在一些实施例中，参照图2，跟随任务包括以下步骤：

步骤一：获取机械臂基准点在世界坐标系的坐标，根据空间变换关系转化为动工作台坐标系中的动态坐标；根据空间变换关系将靶标位置转化为动工作台坐标系中的目标位置；

步骤二：基于动态坐标和目标位置进行路径规划，并基于路径规划进行速度规划；

步骤三：将规划的路径和速度根据空间变换关系转化至世界坐标系。

动工作台坐标系基于圆盘设置的，可相对于圆盘静止，也可相对于圆盘运动。将世界坐标系中的机械臂基准点转化为动工作台坐标系中的坐标，可以方便地对动态坐标和目标位置进行路径规划和速度规划，再转化回世界坐标系，这一系列操作只需要在世界坐标系和动工作台坐标系进行一次变换，而无需以机械臂基准点建立另外一套坐标系，有利于计算量的减少，降低了对硬件计算能力的要求。

S15.基于预设频率获取工作区中物料的图像，并获取图像中各物料对应的靶标位置。

视觉模块对圆盘的一定范围进行拍摄，拍摄具有固定的时间间隔。当圆盘上的物料随着圆盘进入工作区时，***对其进行拍摄。***中事先预录入有圆盘上物料的图像信息，因此可以进行相应地进行识别，判断拍摄图像上物体对应的区块，从而获得靶标位置，靶标位置是对应于物料上特征点的位置。

具体的，在某些实施例中，参照图3，S15包括以下步骤：

S151.基于预设频率获取工作区中物料的图像；

S152.获取物体的识别模板的轮廓信息，并基于轮廓信息生成并记录设置于轮廓信息内指定像素位置处的靶标位置；

S153.识别拍摄的图像信息，获取图像信息中和识别模板相同的轮廓信息；

S154.通过计算获得轮廓信息的指定像素位置处的靶标位置。

在圆盘运动了一定时间时，控制***输出一个IO信号给视觉***，视觉***收到IO信号后开始拍照识别，与此同时控制***记录下当前的圆盘的位置，也就是编码器的编码，作为当前相机识别到的物体的基准位置。视觉***识别到物体后会将物体的位置数据发送给控制***，如果识别到多个物体，那么会有多个数据发送。至于图像的匹配方法，则是控制***基于预存的识别模板与获取的图像进行匹配，从而得到靶标位置，由于圆盘在半径方向上具有一定的宽度，准确的靶标位置不仅能够用于表征物体在圆盘半径宽度方向上的位置，还能够为机械臂等设备提供参考基点。

由于可以通过编码器变化来获取圆盘上各点的位置，在某些实施例中，可以是在编码器的编码变化一定值后，而不是圆盘转动一定时间后，控制***输出一个IO信号给视觉***，视觉***收到IO信号后开始拍照识别。

S16.获取圆盘上的编码器输出的圆盘运动信息，将各被识别的物体分别新建为预设任务，并将物体的靶标位置和当前的圆盘运动信息作为对应预设任务的特征信息。

在一些实施例中，参照图4，S16包括以下步骤：

S161.获取编码器输出的圆盘运动信息；

S162.将图像信息中和识别模板相同的轮廓信息对应的物体作为预设任务；

S163.将物体的靶标位置和当前的圆盘运动信息作为对应预设任务的特征信息。

由于圆盘在径向上具有一定的宽度，物料除了在圆盘的转动方向上具有一定间距，在圆盘的径向上也具有一定的间距，标靶位置与圆盘运动信息配合能够确定物料的实时位置。该部分生成的预设任务并不直接用于跟随，由于物料不固定于圆盘上，还需要筛除物料位置发生偏移导致的原任务失效部分。

S17.遍历任务队列，基于预设任务和跟随任务的特征信息判断各预设任务是否与任务队列中的跟随任务重复，若重复则抛弃该预设任务，若不重复则将预设任务***任务队列并更新任务队列。

在一些实施例中，参照图5，S17包括以下步骤：

S171.提取预设任务特征信息中的圆盘运动信息，计算估算圆盘运动信息，其中，估算圆盘运动信息=特征信息中的圆盘运动信息-圆盘转动角速度×预设时长；

S172.依次读取任务队列中各跟随任务的特征信息，得到历史圆盘运动信息，比较历史圆盘运动信息和估算圆盘运动信息，

若|历史圆盘运动信息-估算圆盘运动信息|＜预设误差上限，则判定该预设任务已存在于任务队列，抛弃该预设任务，并将当前的圆盘运动信息更新入跟随任务中的特征信息；

若|历史圆盘运动信息-估算圆盘运动信息|＞预设误差上限，则将该预设任务***任务队列；

S173.抛弃任务队列中在S172步骤中特征信息未被更新的跟随任务；

S174.根据物体在圆盘上的先后顺序排列对应的跟随任务。

在每次拍照后，均会再次记录当前编码器的编码和识别到的物***置，如果前一次识别到物体的位置加上物体在圆盘上的转动距离和新识别到的物体的位置相同（在设定的阈值以内），判定识别到的物体为同一个物体，机械手不会再次抓取，否则认为是不同的物体。这个指令相当于处在一个单独的线程中，是一直执行的，检测到一个物体，就产生一个任务，并将其压入队列中，等待执行。未更新特征信息的任务，即对应于位置发生移动的物料，需要对其进行清除以避免机械臂发生空操作。最后再对任务队列内的跟随任务进行排列，以使得机械臂能够优先处理靠近工作区终点的物料，提高了机械臂的工作周期占比。

参照图6，执行步骤包括以下步骤：

S21.按序从任务队列取出一个跟随任务，基于第一策略判断该跟随任务能否完成，若能够完成，执行该跟随任务，若不能完成，则放弃该任务。

标定是机器人工作前的准备工作，相当于告诉机器人目标物体随圆盘移动后，该如何动作。另外，编码器的安装位置可以在圆盘的各处，但凡能够反映圆盘的运动即可。另外，电机的速度是匀速的，可以不是匀速的，圆盘负载时，速度有可能是匀速的，也有可能不是匀速的，但凡编码器能够准备记录圆盘的移动距离即可。

具体的，参照图7，第一策略包括：

步骤一：读取跟随任务，并获取待机点位置的当前编码器值和结束点位置的当前编码器值；

步骤二：执行判断：

若跟随任务特征信息内的圆盘运动信息＜待机点位置的当前编码器值，则判断能够完成并进行待机；

若结束点位置的当前编码器值＞跟随任务特征信息内的圆盘运动信息＞待机点位置的当前编码器值，则判断能够完成并执行跟随任务；

若跟随任务特征信息内的圆盘运动信息＞待机点位置的当前编码器值，则判断无法完成，抛弃该跟随任务。

由于机械臂对物料的操作具有一定的时长，在该时长内物料和机械臂将会沿圆盘的转动方向同步移动一段距离，因此当物料与工作区结束点位置的距离较近，小于机械臂在物料上操作的所需时间时，如若继续操作将会导致机械臂未处理完任务，任务对应的物料即脱离工作区。因此根据编码器值的相关信息对任务的可完成性进行判断，有助于提高机械臂的工作效率。

S22.检测任务队列是否为空，若是则执行收尾步骤，若否则返回S21。

在某些实施例中，收尾步骤为控制机械臂移动至待机位置，以等待下一任务队列的开始。

本实施例还公开了一种***，包括：

任务队列存储器，用于有序地容纳跟随任务，跟随任务带有特征信息；

编码器，用于输出圆盘运动信息；

标定模块，用于在圆盘上的同一圆周上依次标定待机点、中点和结束点，其中，标定待机点、中点和结束点均在世界坐标系中固定；

坐标系建立模块，用于基于待机点、中点和结束点在圆盘上建立动工作台坐标系，并确定动工作台坐标系与世界坐标系的空间变换关系；其中动工作台坐标系可相对圆盘静止；

工作区建立模块，用于在圆盘位于标定待机点和结束点之间部分建立工作区；

视觉模块，基于预设频率获取工作区中物料的图像，并获取图像中各物料对应的靶标位置；

任务建立模块，用于获取编码器输出的圆盘运动信息，将各被识别的物体分别新建为预设任务，并将物体的靶标位置和当前的圆盘运动信息作为对应预设任务的特征信息；

任务更新模块，用于基于预设任务和跟随任务的特征信息判断各预设任务是否与任务队列中的跟随任务重复，若重复则抛弃该预设任务，若不重复则将预设任务***任务队列并更新任务队列；

判断执行模块，用于按序从任务队列取出一个跟随任务，基于第一策略判断该跟随任务能否完成，若能够完成，执行该跟随任务，若不能完成，则放弃该任务；

收尾模块，用于检测队列的剩余任务并基于检测结果执行收尾工作。

本实施例还公开了一种装置，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如上述方法的计算机程序。

本实施例还公开了一种可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述方法的计算机程序。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种圆盘传送跟踪控制方法，其特征在于，包括同步进行的检测步骤和执行步骤；

所述检测步骤包括：

S11.建立任务队列，其中，任务队列用于有序地容纳跟随任务，跟随任务带有特征信息；

S12.在圆盘上的同一圆周上依次标定待机点、中点和结束点，其中，标定待机点、中点和结束点均在世界坐标系中固定；

S13.基于待机点、中点和结束点在圆盘上建立动工作台坐标系，并确定动工作台坐标系与世界坐标系的空间变换关系；其中动工作台坐标系可相对圆盘静止；

S14.在圆盘位于标定待机点和结束点之间部分建立工作区；

S15.基于预设频率获取工作区中物料的图像，并获取图像中各物料对应的靶标位置；

S16.获取圆盘上的编码器输出的圆盘运动信息，将各被识别的物体分别新建为预设任务，并将物体的靶标位置和当前的圆盘运动信息作为对应预设任务的特征信息；

S17.遍历任务队列，基于预设任务和跟随任务的特征信息判断各预设任务是否与任务队列中的跟随任务重复，若重复则抛弃该预设任务，若不重复则将预设任务***任务队列并更新任务队列；

所述执行步骤包括：

S21.按序从任务队列取出一个跟随任务，基于第一策略判断该跟随任务能否完成，若能够完成，执行该跟随任务，若不能完成，则放弃该任务；

S22.检测任务队列是否为空，若是则执行收尾步骤，若否则返回S21。

2.根据权利要求1所述的圆盘传送跟踪控制方法，其特征在于，所述S15包括以下步骤：

S151.基于预设频率获取工作区中物料的图像；

S152.获取物体的识别模板的轮廓信息，并基于轮廓信息生成并记录设置于轮廓信息内指定像素位置处的靶标位置；

S153.识别拍摄的图像信息，获取图像信息中和识别模板相同的轮廓信息；

S154.通过计算获得轮廓信息的指定像素位置处的靶标位置。

3.根据权利要求2所述的圆盘传送跟踪控制方法，其特征在于，所述S16包括以下步骤：

S161.获取编码器输出的圆盘运动信息；

S162.将图像信息中和识别模板相同的轮廓信息对应的物体作为预设任务；

S163.将物体的靶标位置和当前的圆盘运动信息作为对应预设任务的特征信息。

4.根据权利要求3所述的圆盘传送跟踪控制方法，其特征在于，所述S17包括以下步骤：

S171.提取预设任务特征信息中的圆盘运动信息，计算估算圆盘运动信息，其中，估算圆盘运动信息=特征信息中的圆盘运动信息-圆盘转动角速度×预设时长；

S172.依次读取任务队列中各跟随任务的特征信息，得到历史圆盘运动信息，比较历史圆盘运动信息和估算圆盘运动信息，

若|历史圆盘运动信息-估算圆盘运动信息|＜预设误差上限，则判定该预设任务已存在于任务队列，抛弃该预设任务，并将当前的圆盘运动信息更新入跟随任务中的特征信息；

若|历史圆盘运动信息-估算圆盘运动信息|＞预设误差上限，则将该预设任务***任务队列；

S173.抛弃任务队列中在S172步骤中特征信息未被更新的跟随任务；

S174.根据物体在圆盘上的先后顺序排列对应的跟随任务。

5.根据权利要求4所述的圆盘传送跟踪控制方法，其特征在于，

所述第一策略包括：

步骤一：读取跟随任务，并获取待机点位置的当前编码器值和结束点位置的当前编码器值；

步骤二：执行判断：

若跟随任务特征信息内的圆盘运动信息＜待机点位置的当前编码器值，则判断能够完成并进行待机；

若结束点位置的当前编码器值＞跟随任务特征信息内的圆盘运动信息＞待机点位置的当前编码器值，则判断能够完成并执行跟随任务；

若跟随任务特征信息内的圆盘运动信息＞待机点位置的当前编码器值，则判断无法完成，抛弃该跟随任务。

6.根据权利要求5所述的圆盘传送跟踪控制方法，其特征在于，所述跟随任务包括以下步骤：

步骤一：获取机械臂基准点在世界坐标系的坐标，根据空间变换关系转化为动工作台坐标系中的动态坐标；根据空间变换关系将靶标位置转化为动工作台坐标系中的目标位置；

步骤二：基于动态坐标和目标位置进行路径规划，并基于路径规划进行速度规划；

步骤三：将规划的路径和速度根据空间变换关系转化至世界坐标系。

7.根据权利要求6所述的圆盘传送跟踪控制方法，其特征在于，所述收尾步骤为控制机械臂移动至待机位置。

8.一种圆盘传送跟踪控制***，其特征在于，包括：

任务队列存储器，用于有序地容纳跟随任务，跟随任务带有特征信息；

编码器，用于输出圆盘运动信息；

标定模块，用于在圆盘上的同一圆周上依次标定待机点、中点和结束点，其中，标定待机点、中点和结束点均在世界坐标系中固定；

坐标系建立模块，用于基于待机点、中点和结束点在圆盘上建立动工作台坐标系，并确定动工作台坐标系与世界坐标系的空间变换关系；其中动工作台坐标系可相对圆盘静止；

工作区建立模块，用于在圆盘位于标定待机点和结束点之间部分建立工作区；

视觉模块，基于预设频率获取工作区中物料的图像，并获取图像中各物料对应的靶标位置；

任务建立模块，用于获取编码器输出的圆盘运动信息，将各被识别的物体分别新建为预设任务，并将物体的靶标位置和当前的圆盘运动信息作为对应预设任务的特征信息；

任务更新模块，用于基于预设任务和跟随任务的特征信息判断各预设任务是否与任务队列中的跟随任务重复，若重复则抛弃该预设任务，若不重复则将预设任务***任务队列并更新任务队列；

判断执行模块，用于按序从任务队列取出一个跟随任务，基于第一策略判断该跟随任务能否完成，若能够完成，执行该跟随任务，若不能完成，则放弃该任务；

收尾模块，用于检测队列的剩余任务并基于检测结果执行收尾工作。

9.一种圆盘传送跟踪控制装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一项所述的圆盘传送跟踪控制方法的计算机程序。

10.一种可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一项所述的圆盘传送跟踪控制方法的计算机程序。

Images