(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210393559.X (22)申请日 2022.04.12 (71)申请人 陕西利秦智诺 机器人科技有限公司 地址 712000 陕西省咸阳市西咸 新区沣东 新城能源 金贸区西咸金融港4-C座9楼 F902室008号 (72)发明人 陈朋威　 (74)专利代理 机构 宁波甬楹专利代理事务所 (普通合伙) 33447 专利代理师 胡芳均 (51)Int.Cl. G06V 20/10(2022.01) G06V 10/75(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G06T 1/00(2006.01)G06T 7/73(2017.01) G06V 10/25(2022.01) B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种罐装车人孔盖和螺栓特征的机器人视 觉识别与定位方法 (57)摘要 本发明公开了一种罐装车人孔盖和螺栓特 征的机器人视觉识别与定位方法， 具体包括如下 步骤： 步骤一： 确保罐装 车处于静止状态， 机器人 携带视觉设备， 并在视觉设备初始化后， 由激光 传感器给出人孔盖所在粗略位置， 大视野相机对 人孔盖子成像， 先后采集人孔盖体图像； 步骤二： 经过图像处理， 计算出目标位置传输到机器人 端， 对机器人进行引导工作， 第一次大视野呈现 的视野范围在人孔盖直径的1.2倍， 使用模板匹 配算法匹配目标位置； 本发明实现了户外光线复 杂变化环境和作业目标外形尺寸一致性变化大 的情况下， 槽车人孔盖及四周螺栓外形和位置的 精确识别； 本发 明实现了视觉引导机器人的无人 化作业流程， 自动化程度高， 效率高， 提高了作业 安全性。 权利要求书2页 说明书4页 附图5页 CN 114764888 A 2022.07.19 CN 114764888 A 1.一种罐装车人孔盖和螺栓特征的机器人视觉识别与定位方法， 其特征在于： 具体包 括如下步骤： 步骤一： 确保罐装车处于静止状态， 机器人携带视觉设备， 并在视觉设备初始化后， 由 激光传感器给出人孔盖所在粗略位置， 大视野相机对人孔盖子成像， 先后采集人孔盖体图 像； 步骤二： 经过图像处理， 计算出目标位置传输到机器人端， 对机器人进行引导工作， 第 一次大视野呈现的视野范围在人孔盖直径的1.2倍， 使用模板匹配算法匹配目标位置； 步骤三： 若出现无法识别人孔盖的现象， 重新调整匹配参数， 返回至步骤一重新识别； 步骤四： 在得到目标位置后， 估算出螺栓大致位置， 处理螺栓图像， 得出螺栓的图像坐 标位置， 与视 觉标定结果相结合计算出螺 栓的实际位置； 步骤五： 坐标位传输给机器人。 2.根据权利要求1所述的一种罐装车人孔盖和螺栓特征的机器人视觉识别与定位方 法， 其特征在于： 还包括建立在X、 Y轴上建立的标定纸， 标定纸在坐标系中螺栓的坐标系正 交放置， 相机拍照 后将X、 Y向的标识点 提取并计算出像素差 。 3.根据权利要求1所述的一种罐装车人孔盖和螺栓特征的机器人视觉识别与定位方 法， 其特征在于： 在所述步骤二中， 大视野范围成像时， 需要在杂乱背 景中对人孔盖成像， 为 杜绝环境光影响， 在人孔盖周边安装遮光罩使用环形角度光源实现小视野范围成像， 光源 集中照射螺 栓上表面， 使螺 栓表面呈现圆形轮廓。 4.根据权利要求1所述的一种罐装车人孔盖和螺栓特征的机器人视觉识别与定位方 法， 其特征在于： 在所述步骤二中， 为实现目标匹配， 基于轮廓特征 的目标识别方法包括物 体模板的特征库和待检测物的图像， 通过计算特征库中的物体模板和待检测图像轮廓形状 的差别确定待检测图像中是否含有检测目标， 具体包括如下步骤： A、 对特征库中的物体模板和待检测图像进行二 值化处理； B、 对特征库中的物体模板和待检测图像进行轮廓检测； C、 计算特 征库中的物体模板的质心和待检测图像的质心； D、 将待检测图像的质心与特 征库中的物体模板的质心进行对准操作； E、 通过计算特征库中的物体模板和待检测图像轮廓形状的差别确定待检测物图像中 是否含有检测目标。 5.根据权利要求1所述的一种罐装车人孔盖和螺栓特征的机器人视觉识别与定位方 法， 其特征在于： 还包括机器人视觉系统识别标定工装台坐标系刻线 上的MARK点， MARK点位 于机器人用户坐标系的刻线上， 利用MARK点建立相机的图像坐标系。 6.根据权利要求1所述的一种罐装车人孔盖和螺栓特征的机器人视觉识别与定位方 法， 其特征在于： 在所述步骤四中， 螺栓的大致位置也就是后续四次小视野成像的视野范 围， 视觉成像视野范围是15 cm×15cm。 7.根据权利要求1所述的一种罐装车人孔盖和螺栓特征的机器人视觉识别与定位方 法， 其特征在于： 通过视觉系统将罐盖上的螺栓位置识别， 并将其位置坐标转化到机器人的 用户坐标系下， 共有4组位置坐标； 由于螺丝机对称分布， 可以将机器人TCP点运动到对称螺栓连线中点， 然后绕用户坐标 系Z轴旋转 一定的角度即可使螺 丝机套筒运动到 螺栓上方， 其中：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114764888 A 2上位机向机器人发送TCP点 坐标为 和 上位机向机器人发送TCP点绕用户坐标系Z轴的旋转角度为 和 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114764888 A 3