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申请/专利权人：沈阳理工大学

摘要：本发明提供一种散乱异形小工件的位姿检测方法，涉及工业自动化柔性上料领域，旨在提高机械手抓取工件的检测、定位技术。散乱异形小工件尺寸小、重量轻，工件在不同姿态工况下特征区分度不大，很难依据工件特征判断其姿态。本发明采用高清工业相机单视角采集图像，综合利用边缘检测、局部对数极坐标转换、细粒度特征分析和世界坐标转换等数学方法，依据确定性规则，准确捕获异形小工件在三维空间中位姿，可辅助机械手执行柔性上料抓取操作。本发明避免了3D相机采集数据量过大以及深度神经网络等黑箱模型的不可解释性、不可预见性等问题，降低了数据维数和计算复杂性，能够提供快速、有效且可靠的解决方案，提高生产的柔性和自动化水平。

主权项：1.一种用于散乱异形小工件位姿检测的方法，其特征在于，包括：步骤1：固定拍摄平台，选择柔性振料平台，使用相机对准柔性振料平台，确保相机与采像平面垂直，此步骤还包括相机的标定，计算图像坐标系和相机坐标系之间的转换关系，以及计算相机坐标系与世界坐标系之间的关系；步骤2：将工件添加至柔性振料盘，启动料盘振动以分离工件，停止振动时启动工业相机拍摄图像，进行图像预处理，使用高斯滤波、Sobel算子进行图像增强和边缘检测，以获取待检测工件的边缘信息；步骤3：筛选工件，根据边缘信息，通过计算每个工件的外轮廓边缘所围成的面积及其形状特征，与预设定阈值进行比较，以排除面积、形状异常的工件，剔除堆叠和非大凸面积接触振料盘的异常姿态工件，选取大凸面积接触振料盘的工件为待抓取工件作进一步分析，根据每个待抓取工件的外轮廓确定每个工件的外接矩形形心位置坐标，将外轮廓包围的区域作为感兴趣区域ROI；步骤4：特征定位，利用工件稳定姿态工况下的共有特征，构建特征不变量，确定方位轴，建立局部极坐标系，并将图像映射到对数极坐标中；通过分析单工件的独有特征，精确确定工件的姿态，同时计算工件姿态置信度以及适合机械手抓取位置；步骤5：三维信息转换，根据步骤3得到的外接矩形形心位置坐标、步骤4确定的工件姿态信息，结合步骤1中建立的坐标系转换关系，将二维图像坐标数据转换成三维空间中的具体位置和姿态；步骤6：依据置信度、姿态分类，机械手依次序抓取振料盘内所有正常姿态工件，重复执行步骤2-步骤5，直至完成所有工件位姿估计和抓取。

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权利要求：

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