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专利号: 2021110781765
申请人: 广东三水合肥工业大学研究院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2025-12-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于视觉追踪机器人的排版系统,其至少包括传送带(1)和视觉系统(2),其特征在于,所述视觉系统(2)能够选择性地获取所述传送带(1)上包含目标物体的图像,并将图像传输至图像处理分析系统(3)进行图像处理和分析,所述图像处理分析系统(3)能够对接收的图像进行识别分割,从而得到能够仅包含目标物体的图像信息,并将其分析结果传输至能够根据获取的目标物体的相关信息及图像信息控制调节系统(5)进行目标物体的夹取和分拣排版操作的控制系统(4);

在所述图像处理分析系统(3)利用场景图像的超分辨率重建获取高分辨率图像的情况下,其通过超像素分割的方式完成分辨率图像灰度的分割,所述图像处理分析系统(3)根据分割后的图像计算阈值,并通过阈值分割的方式完成包含有目标物体图像的感兴趣区域的分割。

2.如权利要求1所述的基于视觉追踪机器人的排版系统,其特征在于,所述图像处理分析系统(3)至少包括预处理模块(31)、目标图像处理单元(32)和目标图像分析单元(33),其中,所述预处理模块(31)能够对所述视觉系统(2)采集的原始图像进行色域转换、灰度化和滤波预处理;

所述目标图像处理单元(32)用于在所述预处理模块(31)预处理基础上进一步滤除干扰源,突出感兴趣区域后进行目标物体图像的分割;

所述目标图像分析单元(33)通过预先存储的目标物体的标准信息或先验知识与目标图像处理单元(32)分割出的目标物体进行对比实现目标物体的分析识别。

3.如权利要求2所述的基于视觉追踪机器人的排版系统,其特征在于,所述预处理模块(31)是通过构建色调‑饱和度‑亮度空间的方式对原始图像中的颜色进行区分,其中,在原始图像中的两种颜色相对接近时,所述预处理模块(31)利用饱和度值作为辅助测量以正确地区分图像中比较接近的两种颜色。

4.如权利要求2所述的基于视觉追踪机器人的排版系统,其特征在于,所述目标图像处理单元(32)是通过分割目标图像感兴趣区域和非感兴趣区域以及提取目标物轮廓信息的方式获取目标物体的位置信息的,所述目标图像处理单元(32)的目标物体与背景的分割操作包括依次进行的预处理图像的超分辨率重建;对重建修正后的高分辨率图像进行超像素分割以获取最优阈值;利用阈值分割完成图像中包含目标物体的感兴趣区域的筛选。

5.如权利要求2所述的基于视觉追踪机器人的排版系统,其特征在于,所述目标图像处理单元(32)还通过从图像中提取目标结果并删除目标周围的信息的方式从图像背景中分割出目标图像,从而向所述目标图像分析单元(33)传输目标物体的图像。

6.如权利要求5所述的基于视觉追踪机器人的排版系统,其特征在于,所述目标图像分析单元(33)依据预设的目标物体的标准信息或先验知识,通过模板匹配的方式完成目标物体的分析识别,其中,所述目标图像分析单元(33)通过不变的图像矩获取旋转变化后图像始终状态之间的方位角的方式完成模板匹配时的角度计算。

7.如权利要求1所述的基于视觉追踪机器人的排版系统,其特征在于,所述图像处理分析系统(3)还信号连接有控制系统(4),所述控制系统(4)能够根据分析处理后的图像信息控制调节系统(5)抵达预期位置,其中,在图像特征与预期之间存在偏差的情况下,所述控制系统(4)会将此时的偏差转换为调节系统(5)的机械臂(51)关节角偏差。

8.如前述权利要求之一所述的基于视觉追踪机器人的排版系统,其特征在于,所述调节系统(5)至少包括机械臂(51)、控制器(52)和伺服电机(53),所述控制器(52)能够接收并执行所述控制系统(4)的指令。

9.一种基于视觉追踪机器人的排版方法,其至少包括能够采集包含目标物体图像的视觉系统(2),其特征在于,所述视觉系统(2)能够选择性地获取传送带(1)上包含目标物体的图像,并将图像传输至图像处理分析系统(3)进行图像处理和分析;

所述图像处理分析系统(3)能够对接收的图像进行识别分割,从而得到能够仅包含目标物体的图像信息,在所述图像处理分析系统(3)利用场景图像的超分辨率重建获取高分辨率图像的情况下,其通过超像素分割的方式完成分辨率图像灰度的分割,所述图像处理分析系统(3)根据分割后的图像计算阈值,并通过阈值分割的方式完成包含有目标物体图像的感兴趣区域的分割,并将处理结果数据传输至能够根据获取的目标物体的相关信息及图像信息控制调节系统(5)进行目标物体的夹取和分拣排版操作的控制系统(4);

所述控制系统(4)根据图像处理结果选择性地控制调节系统(5)进行运动,使得调节系统(5)完成对目标物体的夹持、转移和定位放置。

10.如权利要求9所述的基于视觉追踪机器人的排版方法,其特征在于,所述图像处理分析系统(3)至少包括预处理模块(31)、目标图像处理单元(32)和目标图像分析单元(33),其中,所述预处理模块(31)能够对所述视觉系统(2)采集的原始图像进行色域转换、灰度化和滤波预处理;

所述目标图像处理单元(32)用于在所述预处理模块(31)预处理基础上进一步滤除干扰源,突出感兴趣区域后进行目标物体图像的分割;

所述目标图像分析单元(33)通过预先存储的目标物体的标准信息或先验知识与目标图像处理单元(32)分割出的目标物体进行对比实现目标物体的分析识别。