專利名稱：基于機(jī)器視覺的工業(yè)機(jī)器人運動控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬工業(yè)機(jī)器人的機(jī)器視覺和運動控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種工 業(yè)機(jī)器人利用CMOS攝像頭進(jìn)行視覺識別和運動控制的技術(shù)。
二背景技術(shù)：
現(xiàn)有工業(yè)機(jī)器人一般均為程序控制， 一旦設(shè)定了運動軌跡和操作內(nèi)容，就只 能按給定的運動軌跡和操作內(nèi)容進(jìn)行工作。為了提高工業(yè)機(jī)器人的獨立性和智能 性，可以將計算機(jī)視覺和實時控制等技術(shù)引入工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)之中，使工業(yè) 機(jī)器人控制系統(tǒng)更具有開放性和適應(yīng)未知環(huán)境的能力，使現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人進(jìn)一 步適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)小批量、多品種產(chǎn)品的要求。增加視覺識別功能，可以使機(jī) 器人的功能更趨智能化，人機(jī)配合更加協(xié)調(diào)，能夠完成一些原有機(jī)器人系統(tǒng)所無 法進(jìn)行的任務(wù)。但目前尚無比較成熟、實用的工業(yè)機(jī)器人視覺識別和運動控制裝 置，少數(shù)實驗裝置的實時性不夠理想，且制造成本居高不下。
三、 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的設(shè)計目的是提供一種利用CMOS攝像頭進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人視覺識 別和運動控制的裝置。
本實用新型的技術(shù)解決方案為 一種由工業(yè)機(jī)器人、外接PC機(jī)、攝像頭、 視頻采集卡等構(gòu)成的基于機(jī)器視覺的工業(yè)機(jī)器人運動控制裝置，其特征是攝像頭 使用CMOS傳感器，攝像頭安裝在工作臺的上方，偵測工件在作業(yè)平臺上的二維 座標(biāo)位置，并將該偵測信號處理后用于工業(yè)機(jī)器人的運動控制；攝像頭與工作臺 之間的位置，可以通過攝像頭安裝云臺進(jìn)行調(diào)整。。
本實用新型具有開放的結(jié)構(gòu)體系，可以控制多種類型的工業(yè)機(jī)器人，用戶可 以根據(jù)自己的實際需要編制和修改工業(yè)機(jī)器人的運動軌跡和操作內(nèi)容，使現(xiàn)有的 工業(yè)機(jī)器人進(jìn)一步適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)小批量、多品種產(chǎn)品的要求。由于增加了機(jī) 器視覺識別功能，機(jī)器人的功能更趨智能化，人機(jī)配合更加協(xié)調(diào)，能夠完成一些 原有機(jī)器人系統(tǒng)所無法進(jìn)行的任務(wù)。
四

圖1為基于機(jī)器視覺的工業(yè)機(jī)器人運動控制裝置的構(gòu)成示意圖。圖中(l)為工 業(yè)機(jī)器人，(2)為機(jī)器人控制柜，(3)為通訊電纜，(4)為PC機(jī)，(5)為視頻 采集卡，(6)為攝像頭，(7)為攝像頭安裝云臺，(8)為工件，(9)為作業(yè) 平臺。
3圖2為攝像頭系統(tǒng)的配置示意圖。圖中(6)為攝像頭，(7)為攝像頭安裝云 臺，(8)為工件，(9)為作業(yè)平臺。 圖3為PC機(jī)的控制軟件流程。
五具體實施方式
實施例1:
采用安川YASKAWA MOTOMAN-UP6標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)才幾器人(1) 、 YASNAC-XRC- UP6機(jī)器人控制柜(2)以及支持與PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的RS232通訊電纜
(3)。其中工業(yè)機(jī)器人(1)本體為6軸垂直多關(guān)節(jié)型，各關(guān)節(jié)軸由交流伺服電 機(jī)驅(qū)動；具有VIDEO釆集接口的內(nèi)置式PCI總線視頻采集卡(5)，通過標(biāo)準(zhǔn) PCI插槽安裝于外接PC機(jī)(4 )內(nèi)。
外接PC機(jī)(4)采用通用電腦，使用通用型CMOS攝像頭(6) , CMOS攝 像頭(6)采集的VIDEO信號通過視頻連線接入視頻采集卡(5),通過信號處 理軟件分析獲得作業(yè)平臺(9)上的工件(8)位置，并將工件(8)的位置信號 通過外接PC機(jī)(4)輸出至工業(yè)機(jī)器人控制拒(2)并控制工業(yè)機(jī)器人(1 )的運 動。CMOS攝像頭(6)與作業(yè)平臺(9)之間的位置，可以通過攝像頭安裝云臺
(7)進(jìn)行調(diào)整。
實施例2:
CMOS攝像頭(6)選用飛利浦SPC1330NC，該攝像頭釆用HD高清視頻， 高達(dá)90幀/秒的刷新率，擁有硬件200萬CMOS傳感器，8倍數(shù)碼變焦和廣角鏡 頭，可以最大程度保證在不丟失視頻影像的情況下融入更多的細(xì)節(jié)和視野，可以 更大程度地滿足視覺識別的需要。該攝像頭采用USB接口輸出視頻信號，采用 隨機(jī)提供的處理軟件，可以省略視頻采集卡(5)。
其余配置同實施例1。
機(jī)器人(1)在工作時，PC機(jī)(4 )通過CMOS攝像頭(6 )實時采集并獲得 工件(8)的視覺信息，經(jīng)過二值圖像的提取和平滑，得到工件(8)在作業(yè)平臺 (9)上的實時位置信息，并將該位置信息通過PC機(jī)(4)進(jìn)行綜合分析處理， 然后將處理結(jié)果傳遞給工業(yè)機(jī)器人控制拒(2)，工業(yè)機(jī)器人(1)按照預(yù)設(shè)的操 作內(nèi)容，在控制拒(2)的控制下進(jìn)行運動。用戶可以根據(jù)自己的實際需要編制 和修改工業(yè)機(jī)器人的運動軌跡和操作內(nèi)容，使現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人進(jìn)一步適應(yīng)現(xiàn)代 工業(yè)生產(chǎn)小批量、多品種產(chǎn)品的要求。由于增加了機(jī)器視覺識別功能，機(jī)器人的 功能更趨智能化，人機(jī)配合更加協(xié)調(diào)，能夠完成一些原有機(jī)器人系統(tǒng)所無法進(jìn)行 的任務(wù)。
有益效果本實用新型可以完成工業(yè)機(jī)器人的視覺識別和運動控制功能，由 于采用通用的CMOS攝像頭和內(nèi)置式視頻采集卡，制造成本大大降低。
權(quán)利要求1.一種由工業(yè)機(jī)器人(1)、外接PC機(jī)(4)、攝像頭(6)、視頻采集卡(5)等構(gòu)成的基于機(jī)器視覺的工業(yè)機(jī)器人運動控制裝置，其特征是攝像頭(6)使用CMOS傳感器，攝像頭(6)安裝在工作臺(9)的上方，攝像頭(6)與工作臺(9)之間的位置，可以通過攝像頭安裝云臺(7)進(jìn)行調(diào)整。
專利摘要一種由工業(yè)機(jī)器人、外接PC機(jī)、攝像頭、視頻采集卡等構(gòu)成的基于機(jī)器視覺的工業(yè)機(jī)器人運動控制裝置，其特征是攝像頭使用CMOS傳感器，攝像頭采集的視頻信號通過外接PC機(jī)采集、處理后生成運動控制信號，然后將處理結(jié)果傳遞給工業(yè)機(jī)器人控制柜，工業(yè)機(jī)器人按照預(yù)設(shè)的操作內(nèi)容，在控制柜的控制下進(jìn)行運動。攝像頭與工作臺之間的位置，可以通過攝像頭安裝云臺進(jìn)行調(diào)整。
文檔編號B25J13/08GK201410665SQ20092004430
公開日2010年2月24日 申請日期2009年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月1日
發(fā)明者焦恩璋 申請人:南京林業(yè)大學(xué)