基于机器视觉的水泥灌装定位系统的关键技术研究.pdf

第40卷 第 1期 合肥 工业 大 学 学报 (自然科学版) Vo1．40No．1 2017年 1月 JOURNALOFHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY Jan．2017 DOI：10．3969／j．issn．1003—5060．2017．01．006 基于机器视觉的水泥灌装定位系统的关键技术研究 罗月童， 江玉清 (合肥工业大学计算机与信息学院，安徽 合肥 230009) 摘 要：针对传统工业上水泥灌装速度慢 ，精度低，文章采用Eye-in-hand和Eye-to-hand2种视觉系统相结合 的水泥灌装视觉定位系统建立坐标系统，完成像素坐标向物理坐标转换 ，并采用迭代逼近求解的优化方法完 成定位。新的视觉系统具有视野范围大、定位精度高的特点。采用迭代逼近的方法减少了机械中由齿轮间隙 和相机畸变带来的误差 ，达到快速和精确定位的目标。 关键词：水泥灌装 ；机器视觉 ；自动定位 ；迭代逼近 中图分类号：TP399 文献标识码：A 文章编号 ：1003—50602【017)O1—0031—06 Researchon keytechnologyofcementfilling positioningsystem basedonmachinevision LUO Yuetong， JIANGYuqing (SchoolofComputerandInformation，HereiUniversityofTechnology，Hefei230009，Chim) Abstract：Inview oflOW speedandaccuracyofthetraditionalindustrialcementfilling，anew visual positioningsystem ismadebasedontheEye-in-handandEye-to-handvisualsystems，thenacoordi— natesystem isestablishedtotransform pixelcoordinatestophysicalcoordinatesandamethodofitera- tiveapproach isusedtoachieveabetterresult．Thenew visualsystem hasthecharacteristicsofbig visionandhighprecision，andthemethodofiterativeapproachreducestheerrorfrom gearclearance andcameradistortion，thusachievingafastandaccuratepositioning． Keywords：cementfilling；machinevision；automaticpositioning；iterativeapproach 传统工业水泥灌装采用半 自动控制的方式， 过结合 2种手眼模式构成高效视觉系统完成定 通常由操作工人根据水泥灌装车的位置，手动控 位，并最终采用迭代逼近的方法，完成像素坐标向 制工业机械臂移动水泥出料 口位置到水泥灌装车 物理坐标的精确转换。Eye-to-handE]手眼模式 的装料 口位置，该方法灌装速度慢，导致工作效率 为相机安装在固定的高度，不随机械臂改变而改 低下；灌装精度低，导致水泥损耗，且损耗的水泥 变；Eye-in-handE。]手眼模式为相机位于机械臂的 粉尘易破坏环境，危害工人健康。水泥灌装操作 末端，随机械臂一起移动 。 可归结为工业机器人完成最多的一类操作 “抓 1 定位系统 取一放置”动作[1]。为了完成这类操作，对被操作 物体定位信息的获取是必要的，机器人必须知道 1．1 关键问题分析 物体被操作前的位置，以