專利名稱：一種用于機(jī)器人視覺系統(tǒng)物體位置的識別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于機(jī)器人視覺系統(tǒng)物體位置的識別方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的機(jī)器人視覺系統(tǒng)，識別物體位置進(jìn)行機(jī)器人的搬運(yùn)作業(yè)，其主要原理是區(qū) 分出特征物體和背景之間灰度對比的輪廓線，找到特征物體，通過與標(biāo)定位置進(jìn)行比較，獲 得X，Y方向上的位移補(bǔ)償，從而機(jī)器人能夠疊加補(bǔ)償數(shù)據(jù)后，準(zhǔn)確抓取物體。如上所述，視覺系統(tǒng)就會碰到如下幾點不足1)當(dāng)特征物體顏色和背景顏色接近時，很難通過灰度對比，找到清晰的輪廓線，導(dǎo) 致無法準(zhǔn)確地識別出物體。2)由于視覺拍攝的時間是在毫秒級的，所以在短瞬的時間內(nèi)，很容易受到外界環(huán) 境光線的影響，在拍攝剎那，環(huán)境光線的突變，就會很容易造成所拍攝圖像過曝或者欠曝， 導(dǎo)致圖像不清晰，無法識別物體。3)普通的白熾燈從肉眼看，并不能很容易看出頻閃，但相對于毫秒級的拍攝時間 來說，頻閃的干擾就顯得尤為明顯，而在普通工廠內(nèi)所通用都是白熾燈，這就導(dǎo)致了視覺系 統(tǒng)的不穩(wěn)定。由于存在以上幾種情況，導(dǎo)致普通的機(jī)器人視覺系統(tǒng)存在了一定的局限性和不穩(wěn) 定性。在機(jī)器人搬運(yùn)領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用需求和企業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定性這兩方面，都造成了發(fā)展的壁壘。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是為了解決上述問題而提供一種用于機(jī)器人視覺系統(tǒng)物體位置 的識別方法，通過獨立LED光源的導(dǎo)入，結(jié)合光學(xué)光譜的原理，使得視覺系統(tǒng)能識別出與背 景顏色相近的特征物體，并且減小受外界環(huán)境光線的影響，確保視覺系統(tǒng)更加的穩(wěn)定可靠。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明公開了一種用于機(jī)器人視覺系統(tǒng)物體位置的 識別方法，所述視覺系統(tǒng)包括照明和攝像頭，包括以下步驟A.照明光源的選擇選用LED光源，并根據(jù)被識別物體的特征來決定LED光源的 長度、寬度和顏色；B. LED光源的固定將LED光源固定于能在成像結(jié)果中明顯區(qū)別被識別物體與背 景亮度/灰度的位置；C.被識別物體的識別通過攝像頭獲得的成像結(jié)果進(jìn)行被識別物體的識別。在上述用于機(jī)器人視覺系統(tǒng)物體位置的識別方法的步驟A中，所述被識別物體的 特征包括外形尺寸、材質(zhì)和顏色。本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，使其具有以下的優(yōu)點和特點1、本發(fā)明方法導(dǎo)入了可控的獨立LED光源，結(jié)合光學(xué)知識的運(yùn)用，使得在視覺系統(tǒng)在工業(yè)用途中，能對應(yīng)更加廣泛的應(yīng)用范圍、提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性，越過阻礙工業(yè)視覺系統(tǒng)發(fā)展的壁壘；2、本發(fā)明方法采用的LED光源相對于一般的日光燈、氖燈及工廠車間的照明燈來 說，幾乎不存在頻閃情況，而近距離的針對拍攝物體進(jìn)行打光，使得光線更加穩(wěn)定，大幅度 減少受外界環(huán)境光線變化的影響；3、本發(fā)明方法可以解決當(dāng)特征物體和背景顏色比較接近時，無法獲得清晰輪廓線 的問題。對于特征物體和背景的材質(zhì)及顏色的要求不再苛刻，能更廣泛地適用于各種實際 的生產(chǎn)線情況；4、本發(fā)明方法是對視覺系統(tǒng)技術(shù)的一種彌補(bǔ)或延伸，更多地引入了對于光學(xué)的運(yùn) 用，利用現(xiàn)有的知識，開拓出更廣闊的技術(shù)領(lǐng)域的研究。
具體實施例方式下面結(jié)合實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本發(fā)明是在原有機(jī)器人視覺系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，導(dǎo)入了可控的獨立LED光源，對被識 別物體進(jìn)行照射。其主要原理如下利用不同材質(zhì)的物體對于光線反射效果的不同，以及光 線入射角度的不同，所造成的物體反射光線的效果也不同這兩個光學(xué)原理，使得在可控的 光源照射情況下，被識別物體與背景物體所反射進(jìn)入工業(yè)攝像頭的光線不同，也就是被識 別物體和背景存在亮度上的差別，這樣也能形成強(qiáng)烈的灰度對比，使得被識別物體和背景 的輪廓線清晰顯示出來，完成對于被識別物體的識別。本發(fā)明方法用于機(jī)器人視覺系統(tǒng)物體位置的識別方法主要包括以下步驟根據(jù)被識別物體的大小選擇合適的LED光源的長寬度，以確保其能光照覆蓋的面 積。根據(jù)被識別物體的材質(zhì)、顏色選擇合適的LED光源的顏色，根據(jù)光譜原理和實踐測試， 就可獲得一些統(tǒng)計性的結(jié)論。例如一般鑄鐵或者不銹鋼顏色的物體，對于綠色光線的反光 特別明顯；而黑色的物體，對于紅色光線的反光特別明顯；而淡色系的物體，對于白色光線 的反光特別明顯。將LED光源用可移動、轉(zhuǎn)動的支架進(jìn)行固定，這樣就可以不斷地調(diào)整光線 入射的位置角度，使得從工業(yè)攝像頭的成像結(jié)果看，選擇一個能使被識別物體和背景亮度 (灰度)明顯不同的位置進(jìn)行安裝，從而達(dá)到視覺定位的目的。采用本發(fā)明方法可排除各種干擾，清晰地找出被識別工件的輪廓，識別出工件，獲 得補(bǔ)償信息。以上實施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變換或變型，因此所有等同的 技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本發(fā)明的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
一種用于機(jī)器人視覺系統(tǒng)物體位置的識別方法，所述視覺系統(tǒng)包括照明和攝像頭，包括以下步驟A.照明光源的選擇選用LED光源，并根據(jù)被識別物體的特征來決定LED光源的長度、寬度和顏色；B.LED光源的固定將LED光源固定于能在成像結(jié)果中明顯區(qū)別被識別物體與背景亮度/灰度的位置；C.被識別物體的識別通過攝像頭獲得的成像結(jié)果進(jìn)行被識別物體的識別。
2.如權(quán)利要求1所述的用于機(jī)器人視覺系統(tǒng)物體位置的識別方法，其特征在于，步驟A 中，所述被識別物體的特征包括外形尺寸、材質(zhì)和顏色。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)器人視覺系統(tǒng)物體位置的識別方法，包括照明光源的選擇、LED光源的固定和被識別物體的識別步驟。采用本發(fā)明方法使得視覺系統(tǒng)能識別出與背景顏色相近的特征物體，并且減小受外界環(huán)境光線的影響，確保視覺系統(tǒng)更加的穩(wěn)定可靠。
文檔編號G01B11/24GK101846493SQ20091004815
公開日2010年9月29日 申請日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月25日
發(fā)明者周兵, 方克昊, 錢晶 申請人:上海發(fā)那科機(jī)器人有限公司