【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的物料搬运系统及搬运方法
本专利技术涉及智能搬运机械电子
,具体涉及一种基于机器视觉的物料搬运系统及搬运方法。
技术介绍
随着经济全球化和工厂自动化,物流行业迈入了快速发展的阶段,机械化、自动化、标准化生产的发展趋势日益明显,传统的人工搬运模式的速度远远无法满足实际需求。在高速发展的信息化时代,机器人在人们的生活中扮演着越来越重要的地位,搬运机器人的到来将颠覆传统的人工搬运模式,逐渐由人工搬运走向智能搬运。搬运机器人是一项新兴且高速发展的高新技术,涉及到力学、自动控制学、传感器技术等多学科领域。为满足现代物流快速、精准的要求,搬运机器人至少需要具备自主移动、自动避障、物料识别与筛选、物料抓取与搬运等功能。随着工业生产自动化程度的提高和生产规模的扩大,物流速度越来越快,越来越精准,对物料搬运技术提出了更高的要求。现有的搬运机器人,未使用机器视觉的物料搬运系统,只能简单判断有无物料存在,无法对物料进行颜色、形状等特征的筛选。且部分搬运系统是固定位置,不能根据路线自动运动,灵活性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供了一种基于机器视觉的物料搬运系统及搬运方法,用于加快智能搬运系统物料搬运速度,减少系统一次搬运所需的时间。为实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:一种基于机器视觉的物料搬运系统,包括麦克纳姆轮运动控制模块、STM32核心控制模块、机械臂模块、HC-SR04超声波测距模块、QTI寻迹模块、OpenMV摄像头模 ...
【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的物料搬运系统,包括麦克纳姆轮运动控制模块(10)、STM32核心控制模块(11)、机械臂模块(12)、HC-SR04超声波测距模块(13)、QTI寻迹模块(14)、OpenMV摄像头模块(15)、临时仓库(16)和光电传感器(17),其特征在于:/n所述STM32核心控制模块(11)通过STM32F103VCT6芯片来组成单片机的最小控制系统并提供相应接口,完成对整个搬运系统的控制与调度;/n所述机械臂模块(12)由铝合金架构成,机械臂可抓取物料跟随系统移动,所述机械臂模块(12)与OpenMV摄像头模块(15)相连,并受其控制;/n所述HC-SR04超声波测距模块(13)用于判断前方是否有障碍物,该模块与STM32核心控制模块(11)上的PC12和PC13接口连接,其中PC13用于触发超声波检测,PC12用于计算回波时间,从而计算出与目标点间的距离;/n所述QTI寻迹模块(14)用于指定搬运系统的可移动区域,QTI寻迹模块(14)与STM32核心控制模块(11)上的PE0、PE1、PE2、PE3接口连接;/n所述OpenMV摄像头模块(15)用于从众多不同颜色、 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的物料搬运系统,包括麦克纳姆轮运动控制模块(10)、STM32核心控制模块(11)、机械臂模块(12)、HC-SR04超声波测距模块(13)、QTI寻迹模块(14)、OpenMV摄像头模块(15)、临时仓库(16)和光电传感器(17),其特征在于:
所述STM32核心控制模块(11)通过STM32F103VCT6芯片来组成单片机的最小控制系统并提供相应接口,完成对整个搬运系统的控制与调度;
所述机械臂模块(12)由铝合金架构成,机械臂可抓取物料跟随系统移动,所述机械臂模块(12)与OpenMV摄像头模块(15)相连,并受其控制;
所述HC-SR04超声波测距模块(13)用于判断前方是否有障碍物,该模块与STM32核心控制模块(11)上的PC12和PC13接口连接,其中PC13用于触发超声波检测,PC12用于计算回波时间,从而计算出与目标点间的距离;
所述QTI寻迹模块(14)用于指定搬运系统的可移动区域,QTI寻迹模块(14)与STM32核心控制模块(11)上的PE0、PE1、PE2、PE3接口连接;
所述OpenMV摄像头模块(15)用于从众多不同颜色、不同形状的物料中,选取指定形状与颜色的物料;OpenMV摄像头模块(15)采用OpenMVM7摄像头,该模块与STM32核心控制模块(11)上的PE4、PE5接口连接;当OpenMV摄像头模块(15)识别成功后,通过输出模块的高低电平反馈给STM32核心控制模块(11);所述OpenMV摄像头模块(15)与HC-SR04超声波测距模块(13)相配合,判断搬运系统与物料之间的距离与方位,并将数据传递至机械臂模块(12)进行准确抓取;
所述临时仓库(16)用于存放需要搬运的物料;
所述光电传感器(17)与STM32核心控制模块(11)上的PE6接口连接,用于判断搬运系统是否到达指定的分拣点或卸货点。
2.一种基于机器视觉的物料搬运方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.启动前,搬运系统位于起点位置,机械臂处于收起状态;启动后,搬运系统通过QTI寻迹模块(14)和麦克纳姆轮运动控制模块(10)移动到分拣点,当光电传感器(17)检测到电平变化时,即表示到达了分拣点,系统停车,在上述运动过程中,HC-SR04超声波测距模块(13)始终运行以判断前方是否有障碍物并自动避障;
S2.所述分拣点处有一个运行中的传送带,传送带上有众多不同颜色、不同形状的物料,到达分拣点后,STM32核心控制模块(11)通过改变PE5接口处的引脚电平,命令OpenMV摄像头模块(15)开始搬运工作;
S3.OpenMV摄像头模块(15)接收命令后,首先控制机械臂模块(12)展开,对准传送带,再对传送带上的物料进行识别;
S4.当OpenMV摄像头模块(15)识别到目标物料后,OpenMV摄像头模块(15)控制机械臂模块(12)进行抓取,并投放到临时仓库(16);
S5.抓取和投放操作完成后,机械臂模块(12)收缩,OpenMV摄像头模块(15)控制PE4接口处的电平将下一步指令传递给STM32核心控制模块(11);
S6.STM32核心控制模块(11)接收来自OpenMV摄像头模块(15)的指令后,通过QTI寻迹模块(14)和麦克纳姆轮运动控制模块(10)移动到卸货点,当光电传感器(17)检测到电平变化时,即表示到达了卸货点,系统停车,HC-SR04超声波测距模块(13)始终运行以判断前方是否有障碍物并自动避障;
S7.到达卸货点后,所述STM32核心控制模块(11)控制机械臂模块(12)将临时仓库(16)中的物料卸下;
S8.重复步骤S1~S7,直至操作员手动停止搬运系统运行。
3.根据权利要求2中所述的一种基于机器视觉的物料搬运方法,其特征在于,步骤S1和步骤S6中所述HC-SR04超声波测距模块(13)始终运行以判断前方是否有障碍物并自动避障包括以下内容:
S11.HC-SR04超声波测距模块(13)循环测距;
S12.改变HC-SR04超声波测距模块(13)输出模块电平以发出超声波;
S13.等待超声...
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