一种鱼类水产宰杀的仿真系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种鱼类水产宰杀的仿真系统及方法，仿真系统包括功能层、设备抽象层和设备层；设备层包括虚拟设备和实际设备，虚拟设备包括虚拟相机、虚拟机械臂和虚拟末端工具，实际设备包括实际相机、实际机械臂和实际末端工具，虚拟设备与实际设备为状态同步；设备抽象层为虚拟相机和实际相机提供一个相机接口，为虚拟机械臂和实际机械臂提供一个机械臂接口，为虚拟末端工具和实际末端工具提供一个末端工具接口；功能层包括标定模块、3D仿真模块和轨迹规划模块。本发明专利技术的功能层、设备抽象层、设备层组成了视觉算法和机械臂配合工作的视觉应用仿真实验环境，可通过机器人依据机器视觉识别的轨迹实现对鱼类水产的宰杀。觉识别的轨迹实现对鱼类水产的宰杀。觉识别的轨迹实现对鱼类水产的宰杀。

【技术实现步骤摘要】
一种鱼类水产宰杀的仿真系统及方法


[0001]本专利技术涉及工业机器人
，具体涉及一种鱼类水产宰杀的仿真系统及方法。

技术介绍

[0002]工业机器人可以安全、高效地完成繁重生产任务，被大量地应用各行各业中。目前对于工业机器人的人工示教方式，只能让机械臂走固定路线，对实际业务中更多的依赖机器视觉的需求，需要机器视觉检测的结果，驱动机械臂动态调整运动轨迹。现有工业机器人的应用越来越多的依赖于机器视觉，因此需要机器视觉与机器人之间完美的配合工作。若能将视觉算法和机械臂结合应用在鱼类水产宰杀上，将是现有技术的一大突破。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种鱼类水产宰杀的仿真系统及方法。
[0004]本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种鱼类水产宰杀的仿真系统，包括功能层、设备抽象层和设备层；
[0006]所述设备层包括虚拟设备和实际设备，所述虚拟设备包括虚拟相机、虚拟机械臂和虚拟末端工具，所述实际设备包括实际相机、实际机械臂和实际末端工具，所述虚拟相机与实际相机为状态同步，所述虚拟机械臂与实际机械臂为状态同步，所述虚拟末端工具与实际末端工具为状态同步；
[0007]所述设备抽象层为虚拟相机和实际相机提供一个相机接口，为虚拟机械臂和实际机械臂提供一个机械臂接口，为虚拟末端工具和实际末端工具提供一个末端工具接口，以对虚拟设备和实际设备进行统一管理，并支持仿真环境和真实环境的状态同步；
[0008]所述功能层包括标定模块、3D仿真模块和轨迹规划模块，所述标定模块提供实际相机、实际机械臂、实际末端工具的位置标定功能，所述3D仿真模块提供仿真环境的模拟显示，所述轨迹规划模块提供切割轨迹的计算功能，依照实际相机的扫描点云结果，计算切割轨迹。
[0009]其中，所述实际相机为3D相机。
[0010]其中，所述实际机械臂为六轴机械臂。
[0011]其中，所述实际末端工具为电极切割器。
[0012]上述鱼类水产宰杀的仿真系统的鱼类水产宰杀方法，包括以下步骤：
[0013]S1、同时开启虚拟设备和实际设备；
[0014]S2、仿真软件加载并显示虚拟设备，同时连接实际设备；
[0015]S3、对实际相机、实际机械臂、实际末端工具进行位置标定；
[0016]S4、同步虚拟设备和实际设备状态，在虚拟环境中仿真真实环境；
[0017]S5、将鱼固定在切割位置；
[0018]S6、实际相机扫描点云，同步显示在虚拟仿真场景中；
[0019]S7、计算切割轨迹，并在仿真软件中显示轨迹；
[0020]S8、将切割轨迹转换为实际机械臂移动轨迹；
[0021]S9、在仿真软件中模拟切割过程；
[0022]S10、在实际环境中进行真实的切割实验。
[0023]进一步的，步骤S6，通过实际相机拍照，获得2D图像数据和3D点云数据。
[0024]进一步的，步骤S7的切割轨迹计算方法包括：
[0025]S71、利用2D图像数据，使用AI识别鱼背部的四个切割点位；
[0026]S72、用四个切割点位拟合椭圆，形成2D切割轨迹；
[0027]S73、利用3D点云数据，将2D切割轨迹转化为3D切割轨迹。
[0028]进一步的，步骤S8，确定了3D切割轨迹后，依据标定的工具坐标，计算实际机械臂末端法兰盘中心点的移动轨迹。
[0029]相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过标定模块、3D仿真模块、轨迹规划模块、设备抽象层、虚拟相机、实际相机、虚拟机械臂、实际机械臂、虚拟末端工具、实际末端工具组成视觉算法和机械臂配合工作的视觉应用仿真实验环境，可通过机器人依据机器视觉识别的轨迹实现对鱼类水产的宰杀。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本专利技术提供的一种鱼类水产宰杀的仿真系统的系统组成图；
[0032]图2为本专利技术提供的一种鱼类水产宰杀的仿真方法的方法流程图。
具体实施方式
[0033]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0034]为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
[0035]实施例
[0036]请参阅图1，本实施例提供一种鱼类水产宰杀的仿真系统，包括功能层、设备抽象层和设备层。
[0037]设备层包括虚拟设备和实际设备，虚拟设备包括虚拟相机、虚拟机械臂和虚拟末端工具，实际设备包括实际相机、实际机械臂和实际末端工具，本实施例中，实际相机为3D相机，实际机械臂为六轴机械臂，实际末端工具为电极切割器，虚拟相机与实际相机为状态同步，虚拟机械臂与实际机械臂为状态同步，虚拟末端工具与实际末端工具为状态同步。
[0038]设备抽象层为虚拟相机和实际相机提供一个相机接口，为虚拟机械臂和实际机械臂提供一个机械臂接口，为虚拟末端工具和实际末端工具提供一个末端工具接口，以对虚拟设备和实际设备进行统一管理，并支持仿真环境和真实环境的状态同步。
[0039]功能层包括标定模块、3D仿真模块和轨迹规划模块，标定模块提供实际相机、实际机械臂、实际末端工具的位置标定功能，3D仿真模块提供仿真环境的模拟显示，轨迹规划模块提供切割轨迹的计算功能，依照实际相机的扫描点云结果，计算切割轨迹。
[0040]通过标定模块、3D仿真模块、轨迹规划模块、设备抽象层、虚拟相机、实际相机、虚拟机械臂、实际机械臂、虚拟末端工具、实际末端工具组成视觉算法和机械臂配合工作的视觉应用仿真实验环境，可通过机器人依据机器视觉识别的轨迹实现对鱼类水产的宰杀。
[0041]上述鱼类水产宰杀的仿真系统的鱼类水产宰杀方法，如图2所示，包括以下步骤：
[0042]S1、同时开启虚拟设备和实际设备；
[0043]S2、仿真软件加载并显示虚拟设备，同时连接实际设备；
[0044]S3、对实际相机、实际机械臂、实际末端工具进行位置标定；
[0045]一旦位置关系固定之后，标定过程只需要一次；
[0046]S4、同步虚拟设备和实际设备状态，在虚拟环境中仿真真实环境；
[0047]S5、将鱼固定在切割位置；
[0048]S6、实际相机扫描点云，同步显示在虚拟仿真场景中；
[0049]具体的，通过实际相机拍照，获得2D图像数据和3D点云数据；
[0050]S7、计算切割轨迹，并在仿真软件中显示轨迹；
[0051]切割轨迹计算方法包括：
[0052本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种鱼类水产宰杀的仿真系统，其特征在于：包括功能层、设备抽象层和设备层；所述设备层包括虚拟设备和实际设备，所述虚拟设备包括虚拟相机、虚拟机械臂和虚拟末端工具，所述实际设备包括实际相机、实际机械臂和实际末端工具，所述虚拟相机与实际相机为状态同步，所述虚拟机械臂与实际机械臂为状态同步，所述虚拟末端工具与实际末端工具为状态同步；所述设备抽象层为虚拟相机和实际相机提供一个相机接口，为虚拟机械臂和实际机械臂提供一个机械臂接口，为虚拟末端工具和实际末端工具提供一个末端工具接口，以对虚拟设备和实际设备进行统一管理，并支持仿真环境和真实环境的状态同步；所述功能层包括标定模块、3D仿真模块和轨迹规划模块，所述标定模块提供实际相机、实际机械臂、实际末端工具的位置标定功能，所述3D仿真模块提供仿真环境的模拟显示，所述轨迹规划模块提供切割轨迹的计算功能，依照实际相机的扫描点云结果，计算切割轨迹。2.根据权利要求1所述的一种鱼类水产宰杀的仿真系统，其特征在于：所述实际相机为3D相机。3.根据权利要求1所述的一种鱼类水产宰杀的仿真系统，其特征在于：所述实际机械臂为六轴机械臂。4.根据权利要求1所述的一种鱼类水产宰杀的仿真系统，其特征在于：所述实际末端工具为电极切割器。5.一种根据权利要求1～4任意一项所述的鱼类水产宰...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊方，罗东玮，李兰云，邹光富，张伟亮，黄宇灏，
申请(专利权)人：广东若铂智能机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：