本發(fā)明屬于智能化加工領(lǐng)域，涉及視覺定位技術(shù)，具體是一種基于視覺定位的工藝輔助規(guī)劃系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、基于視覺定位的工藝輔助規(guī)劃方法?主要涉及利用視覺技術(shù)對目標(biāo)對象進(jìn)行識別、定位，并根據(jù)這些信息優(yōu)化作業(yè)路徑或工作軌跡，以提高作業(yè)精度和工作效率。

2、現(xiàn)有技術(shù)中的工藝輔助規(guī)劃系統(tǒng)僅能夠根據(jù)但一邏輯對工業(yè)機(jī)器人的形式路徑進(jìn)行規(guī)劃，但是對于工業(yè)車間內(nèi)復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境與工業(yè)機(jī)器人多變的負(fù)載狀態(tài)，單一邏輯的控制方式無法滿足工業(yè)機(jī)器人的不同應(yīng)用環(huán)境，導(dǎo)致現(xiàn)有工藝輔助規(guī)劃系統(tǒng)的適用性低下。

3、針對上述技術(shù)問題，本技術(shù)提出一種解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于視覺定位的工藝輔助規(guī)劃系統(tǒng)及方法，用于解決單一邏輯的控制方式無法滿足工業(yè)機(jī)器人的不同應(yīng)用環(huán)境的問題；

2、本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題為：如何提供一種可以根據(jù)工業(yè)車間內(nèi)復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境與工業(yè)機(jī)器人多變的負(fù)載狀態(tài)對規(guī)劃路徑進(jìn)行優(yōu)化的基于視覺定位的工藝輔助規(guī)劃系統(tǒng)及方法。

3、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

4、一種基于視覺定位的工藝輔助規(guī)劃系統(tǒng)及方法，包括輔助規(guī)劃平臺，所述輔助規(guī)劃平臺通信連接有定位分析模塊、路徑監(jiān)測模塊、路徑分析模塊以及數(shù)據(jù)庫；

5、所述定位分析模塊用于對工業(yè)車間內(nèi)的各個(gè)目標(biāo)對象進(jìn)行定位分析并得到；由工業(yè)機(jī)器人位置信息、目標(biāo)工位路徑信息以及機(jī)器人路徑信息構(gòu)成定位信息組并將定位信息組通過輔助規(guī)劃平臺發(fā)送至路徑監(jiān)測模塊；

6、所述路徑監(jiān)測模塊用于對工業(yè)車間內(nèi)機(jī)器人專用通道進(jìn)行阻礙分析：將機(jī)器人路徑信息中的機(jī)器人專用通道標(biāo)記為正常通道或阻礙通道，將所有阻礙通道從定位信息中刪除；

7、所述路徑分析模塊用于對工業(yè)車間內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的行駛路線進(jìn)行規(guī)劃分析：根據(jù)定位信息中工業(yè)機(jī)器人位置信息、目標(biāo)工位路徑信息以及更新后的機(jī)器人路徑信息生成若干條行駛路線，然后將工業(yè)機(jī)器人標(biāo)記為分析對象，獲取分析對象的平穩(wěn)系數(shù)pw，通過平穩(wěn)系數(shù)pw對分析對象的負(fù)載平穩(wěn)性是否滿足要求進(jìn)行判定，并生成效率目標(biāo)路線或平穩(wěn)目標(biāo)路線。

8、進(jìn)一步地，工業(yè)機(jī)器人位置信息、目標(biāo)工位路徑信息以及機(jī)器人路徑信息的獲取過程包括：對工業(yè)車間進(jìn)行俯視圖像拍攝并將得到的圖像標(biāo)記為定位圖像，將定位圖像放大為像素格圖像并進(jìn)行灰度變換，采用二值法提取定位圖像中工業(yè)機(jī)器人與目標(biāo)工位的邊緣信息并對工業(yè)機(jī)器人與目標(biāo)工位的位置進(jìn)行標(biāo)記，然后提取定位圖像中的機(jī)器人路徑信息，機(jī)器人路徑信息包括若干條機(jī)器人專用通道，機(jī)器人專用通道由兩條相互平行的標(biāo)示線圈定。

9、進(jìn)一步地，將機(jī)器人專用通道標(biāo)記為正常通道或阻礙通道的具體過程包括：通過數(shù)據(jù)庫調(diào)取障礙物灰度范圍，將機(jī)器人專用通道的兩條標(biāo)示線中間區(qū)域標(biāo)記為監(jiān)測區(qū)域，獲取監(jiān)測區(qū)域的阻礙系數(shù)za；通過數(shù)據(jù)庫調(diào)取阻礙閾值zamax，將監(jiān)測區(qū)域的阻礙系數(shù)za與阻礙閾值zamax進(jìn)行比較：若阻礙系數(shù)za小于阻礙閾值zamax，則將對應(yīng)機(jī)器人專用通道標(biāo)記為正常通道；若阻礙系數(shù)za大于等于阻礙閾值zamax，則將對應(yīng)機(jī)器人專用通道標(biāo)記為阻礙通道。

10、進(jìn)一步地，監(jiān)測區(qū)域的阻礙系數(shù)za的獲取過程包括：將監(jiān)測區(qū)域內(nèi)灰度值位于阻礙物灰度范圍之內(nèi)的像素格標(biāo)記為阻礙格，由相互接觸的阻礙格形成一個(gè)阻礙區(qū)域，獲取監(jiān)測區(qū)域的覆蓋數(shù)據(jù)fg以及集中數(shù)據(jù)jz，覆蓋數(shù)據(jù)fg為監(jiān)測區(qū)域內(nèi)阻礙格的總數(shù)量，集中數(shù)據(jù)jz的獲取過程包括：將阻礙區(qū)域中阻礙格的數(shù)量標(biāo)記為阻礙區(qū)域的集中值，將所有阻礙區(qū)域中集中值的最大值標(biāo)記為集中數(shù)據(jù)jz；通過公式za=k1*jz+k2*fg得到監(jiān)測區(qū)域的阻礙系數(shù)za，其中k1與k2均為比例系數(shù)，且k1>k2>1。

11、進(jìn)一步地，分析對象的平穩(wěn)系數(shù)pw的獲取過程包括：獲取分析對象的負(fù)重?cái)?shù)據(jù)fz與空間數(shù)據(jù)kj，負(fù)重?cái)?shù)據(jù)fz為分析對象上負(fù)載物品的重量值，空間數(shù)據(jù)kj為分析對象上負(fù)載物品的體積值；通過公式pw=m1*fz+m2*kj得到分析對象的平穩(wěn)系數(shù)pw，其中m1與m2均為比例系數(shù)，且m1>m2>1。

12、進(jìn)一步地，對分析對象的負(fù)載平穩(wěn)性是否滿足要求進(jìn)行判定的具體過程包括：通過數(shù)據(jù)庫調(diào)取平穩(wěn)閾值pwmax，將分析對象的平穩(wěn)系數(shù)pw與平穩(wěn)閾值pwmax進(jìn)行比較：若平穩(wěn)系數(shù)pw小于平穩(wěn)閾值pwmax，則判定分析對象的負(fù)載平穩(wěn)性滿足要求，獲取所有行駛路線的行駛距離，將行駛距離最短的行駛路線標(biāo)記為效率目標(biāo)路線；若平穩(wěn)系數(shù)pw大于等于平穩(wěn)閾值pwmax，則判定分析對象的負(fù)載平穩(wěn)性不滿足要求，獲取所有行駛路線的機(jī)器人專用通道切換次數(shù)并標(biāo)記為切換值，將切換值最小的行駛路線標(biāo)記為平穩(wěn)目標(biāo)路線。

13、進(jìn)一步地，所述路徑分析模塊還通信連接有工業(yè)機(jī)器人控制終端以及優(yōu)化分析模塊；

14、所述工業(yè)機(jī)器人控制終端接收到效率目標(biāo)路線/平穩(wěn)目標(biāo)路線后控制工業(yè)機(jī)器人按照效率目標(biāo)路線/平穩(wěn)目標(biāo)路線進(jìn)行移動(dòng)，直至工業(yè)機(jī)器人到達(dá)目標(biāo)工位；

15、所述優(yōu)化分析模塊用于對工業(yè)機(jī)器人的路線規(guī)劃進(jìn)行優(yōu)化分析：將工業(yè)機(jī)器人到達(dá)目標(biāo)工位的時(shí)刻與工業(yè)機(jī)器人控制終端接收到效率目標(biāo)路線/平穩(wěn)目標(biāo)路線的時(shí)刻的差值標(biāo)記為本次執(zhí)行過程的時(shí)差值，將移動(dòng)前工業(yè)機(jī)器人與目標(biāo)工位的直線距離標(biāo)記為執(zhí)行過程的路徑值，將路徑值與時(shí)差值的比值標(biāo)記為執(zhí)行過程的執(zhí)行系數(shù)；生成優(yōu)化周期，對優(yōu)化周期內(nèi)所有采用效率目標(biāo)路線進(jìn)行機(jī)器人行進(jìn)控制的執(zhí)行過程的執(zhí)行系數(shù)進(jìn)行求和取平均值得到效率優(yōu)先值，對優(yōu)化周期內(nèi)所有采用平穩(wěn)目標(biāo)路線進(jìn)行機(jī)器人行進(jìn)控制的執(zhí)行過程的執(zhí)行系數(shù)進(jìn)行求和取平均值得到平穩(wěn)優(yōu)先值，將效率優(yōu)先值與平穩(wěn)優(yōu)先值的差值標(biāo)記為優(yōu)化必要值，將優(yōu)化必要值與預(yù)設(shè)的優(yōu)化必要閾值進(jìn)行比較：若優(yōu)化必要值小于優(yōu)化必要閾值，則判定優(yōu)化周期內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的路徑規(guī)劃模式不具有優(yōu)化必要性；若優(yōu)化必要值大于等于優(yōu)化必要閾值，則判定優(yōu)化周期內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的路徑規(guī)劃模式具有優(yōu)化必要性，生成兼顧優(yōu)化信號并將兼顧優(yōu)化信號發(fā)送至路徑分析模塊。

16、進(jìn)一步地，路徑分析模塊在接收到兼顧優(yōu)化信號后，對分析對象的路徑規(guī)劃過程進(jìn)行優(yōu)化的具體過程包括：將分析對象的平穩(wěn)系數(shù)pw與平穩(wěn)閾值pwmax進(jìn)行比較：若平穩(wěn)系數(shù)pw小于平穩(wěn)閾值pwmax，則判定分析對象的負(fù)載平穩(wěn)性滿足要求，獲取所有行駛路線的行駛距離，將行駛距離最短的行駛路線標(biāo)記為效率目標(biāo)路線；若平穩(wěn)系數(shù)pw大于等于平穩(wěn)閾值pwmax，則判定分析對象的負(fù)載平穩(wěn)性不滿足要求，獲取所有行駛路線的機(jī)器人專用通道切換次數(shù)并標(biāo)記為切換值，將行駛路線按照行駛距離由短到長的順序進(jìn)行排列得到效率序列，將行駛路線按照切換值數(shù)值由小到大的順序進(jìn)行排序得到切換序列，將行駛路線在效率序列與切換序列中的序號的和值標(biāo)記為兼顧值，將兼顧值數(shù)值最小的行駛路線標(biāo)記為兼顧目標(biāo)路線；將效率目標(biāo)路線或兼顧目標(biāo)路線發(fā)送至工業(yè)機(jī)器人控制終端。

17、本發(fā)明具備下述有益效果：

18、1、通過定位分析模塊可以對工業(yè)車間內(nèi)的各個(gè)目標(biāo)對象進(jìn)行定位分析，根據(jù)工業(yè)車間進(jìn)行圖像拍攝，采取圖像處理技術(shù)對定位圖像進(jìn)行處理之后得到定位信息，從而通過定位信息為路徑監(jiān)測分析與路徑規(guī)劃分析提供數(shù)據(jù)支撐；

19、2、通過路徑檢測模塊可以對工業(yè)車間內(nèi)機(jī)器人專用通道進(jìn)行阻礙分析，結(jié)合監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的多個(gè)阻礙數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析與計(jì)算得到阻礙系數(shù)，進(jìn)而通過阻礙系數(shù)對監(jiān)測區(qū)域的整體通暢性進(jìn)行反饋，并根據(jù)反饋結(jié)果對定位信息中的機(jī)器人專用通道進(jìn)行更新，避免路線生成后機(jī)器人運(yùn)行受阻；

20、3、通過路徑分析模塊可以對工業(yè)車間內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的行駛路線進(jìn)行規(guī)劃分析并得到平穩(wěn)系數(shù)，通過平穩(wěn)系數(shù)對分析對象在運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)度要求程度進(jìn)行評估，進(jìn)而根據(jù)評估結(jié)果采取不同的方式生成對應(yīng)目標(biāo)路線，在不同運(yùn)行環(huán)境下匹配針對性的推薦路線，提高工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際運(yùn)行效率；

21、4、通過優(yōu)化分析模塊可以對工業(yè)機(jī)器人的路徑規(guī)劃進(jìn)行優(yōu)化分析，將采用不同目標(biāo)路線進(jìn)行控制的機(jī)器人運(yùn)行效率進(jìn)行周期性比對，在采用平穩(wěn)目標(biāo)路線的進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)行控制時(shí)的效率偏差明顯時(shí)，采用平穩(wěn)性與效率兼顧的方式生成兼顧目標(biāo)路線，進(jìn)一步提高工業(yè)車間內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的整體運(yùn)行效率。