視覺識別機器人在分揀系統中的設計與應用

柳州鐵道職業技術學院 劉裕舸

本文首先簡單介紹了視覺識別機器人分揀系統，然后闡述了視覺識別機器人在分揀系統中的具體設計，包括其組成部分以及排序過程，最后著重探討了視覺識別機器人在分揀系統中的實際應用，如：相機校準、工件定位、運動控制、圖像匹配等，以此提升分揀效率。

隨著我國信息技術的發展，在分揀系統中逐漸應用視覺識別機器人，提高了分揀精度；同時，視覺識別系統具有良好的適應性，在工業生產過程中能夠得到廣泛的應用。該系統具有較強的靈活性，可有效協助生產作業，將其應用在工件識別等工作中，促使視覺識別機器人達到較高的識別效果。

1 視覺識別機器人分揀系統

目前，在分揀系統中經常采用視覺識別機器人進行分揀工作，通過該系統能夠識別物體的具體位置，并可以針對物體的類型進行精準的分類。該系統由標定模塊、制作模塊、觸發模塊、采集模塊等各模塊組合而成，因而其具有較多的功能。該項技術通常應用在食品、藥品等分揀工作中，利用分揀系統中的視覺識別機器人可將特定物品放置到指定的位置，其定位精準率在98%左右。另外，該系統還經常應用在工業生產中，其具有良好的圖像處理功能，通過視覺識別機器人能夠快速的抓取物品并進行精確的分類；該系統通過自動測量物體的點位和獲取物體旋轉的角度來記錄相關的數據信息。

2 視覺識別機器人在分揀系統中的具體設計

2.1 組成部分

本設計在機器人的選擇上，選用RH6機器人模型進行分析，該機器人包含不同的性能，能夠將分揀系統進行準確的劃分，如機械抓取、相機平臺等。在分揀系統的相關平臺中，還可設置排序槽來有效增強識別的準確度，當工件進行精確定位后，可以將其傳輸到指定的排序槽中。另外，本設計采用攝像機設備，以便展示出清晰的視覺圖像。在相機的選擇上，應當選單眼類相機，其可有效識別工業金屬物件，收集物件的相關信息。同時，還需選擇質量較好的相機，通常選用LED光源，有助于相機快速成像。此外，在該分揀系統中，包含可視化軟件、PC等，此類設備可將信息進行合理的排序，便于對相關信息進行整合計算，以此完成工件的抓取工作。分揀系統物品傳輸如圖1所示。

2.2 排序過程

圖1 分揀系統物品傳輸

在工業加工過程中，經常會利用分揀系統進行排序。在實際的排序過程中，分揀系統需將圖像按照序列的形式顯示出來，并將其導入到PC中。同時，利用攝像機對工件進行精準定位，繼而對其進行有效處理，在精準識別后，獲取工件的相關參數。在排序過程中，通常會將圖像進行預處理并找出目標，合理分析得到的有關信息，其中利用圖像處理功能可有效收集攝像機拍攝的圖像。在找尋目標過程中，分揀系統可對圖像進行適當的處理并實時監測整個流程各環節，掌握工件的各種類型，對工件進行精準的識別和合理的分類，達到良好的應用效果。

3 視覺識別機器人在分揀系統中的實際應用

3.1 相機校準

在分揀系統中需要加強校準工作，應當選擇特定的工件，明確具體的分揀對象，結合系統的實際情況做出相應的處理，以此達到攝像機的標定工作。在相機校準的過程中包含較多的內容，如坐標系、空間位置等。在設定坐標系時，需要在機器人處置工件期間進行，將工件放置在傳輸帶上并立即對其進行標定，以此確定相應的坐標系。通過視覺識別機器人的分揀系統，可有效利用相機的校準功能，準確識別工件的具體位置并對工件進行精確的標定，促使該系統能夠及時識別工件，以此達到準確的識別效果，提高分揀效率。分揀系統相機校準如圖2所示。

圖2 分揀系統相機校準

3.2 工件定位

分揀系統應該具有工件識別和定位的功能，通過工件的識別和定位來提高機器人排序的準確性。工件有許多種不同的材料組成，需要根據所用材料在識別與定位時選擇不同的匹配技術。研究視覺工業機器人分揀系統可以發現，現在比較流行的是區域、特征以及相位匹配3種技術。目前，應用最廣泛的是特征匹配技術，該匹配方式在識別與定位過程中有著更高的的準確率，區域、特征匹配技術存在著較多缺點，應用范圍較窄。

分揀過程中的工件識別也叫做圖像識別，其主要設備為相機，在工件識別之前，相機會錄入正確的工件圖像。在分揀系統運行過程中，通過相機獲得的圖像與已經錄入的圖像進行對比，主要通過對比工件的圖像信息和主要參數，對于確定工件的位置具有明顯的作用。同時，工件定位也是分揀系統的重要內容之一，其主要是完成工件的排序，需要做好排序對象的定位以及確保定位的準確性，主要設備也是相機。

3.3 運動控制

在分揀過程中，預處理攝像機需要對所拍攝的圖片進行處理，之后才能實現準確控制工業機器人運動的效果。通過相關設備運行得到工件的坐標，保證其準確性。在該過程中計算機有重要的作用，計算機可以通過內部系統和坐標參數對機器發出指令，輸送帶上的工件會根據指令運送到指定的位置，機器人以此對工件進行分揀工作。視覺機器人的各個組成部分有著不同的作用，要注意選擇高質量的工業相機、光源以及鏡頭；同時，也要重視圖像處理的通信協議，視覺系統的標定主要是通過相機拍攝的參數確定的。廠商會根據具體情況匹配硬件和軟件系統，以確保分揀的準確性和時效性。

3.4 圖像匹配

視覺識別機器人在分揀系統中還可應用到圖像匹配工作中，在匹配方案的基礎上，利用機器人分揀系統可直接對物體進行準確識別并對其合理分類，通過找尋指定物體，利用其參考模板對圖像進行精準匹配。在圖像匹配設計過程中需制作多個模板，便于對圖像進行有效分配。另外，在模板制作完成后，需要將模板有關信息保存在相關電子設備中，并為其設置單獨的文件，通過硬盤讀取獲得相關的內容，利用節點實現模板保存。針對有關程序進行賦值，在采集過程中進行匹配計算，以此可得到準確的結果。在圖像匹配的程序中，其界面包含較多的內容，如參數設置、結果顯示等。工作人員通過界面顯示的信息可以了解分揀系統的相關信息。在整體的程序中，如參數設置不符合要求則會出現警告的窗口，以此進行初始化。若參數設置成功后則會出現開始的頁面，點擊該按鈕，繼而進入后臺程序，檢查收集到的各個圖片，確保其信號保存的格式符合要求，并將圖像進行整理形成相應的匹配方案，以此形成報文形式完成圖像的匹配工作。

結束語：視覺識別機器人在分揀系統中得到廣泛應用，應當加大對智能系統的研究。利用視覺識別機器人分揀系統能夠準確對工件物體等進行識別定位，還可應用在相機校準以及圖像匹配等方面，繼而完成分揀工作，提高分揀效率。