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原文传递一种医疗垃圾桶识别判断抓取系统及方法

专利名称：	一种医疗垃圾桶识别判断抓取系统及方法
摘要：	本公开提供了一种医疗垃圾桶识别判断抓取系统及方法，能够有效识别医疗垃圾桶内垃圾状态，当医疗垃圾桶内垃圾状态符合回收标准后，对医疗垃圾桶进行抓取。该方法包括以下步骤：采集医疗垃圾桶的目标区域图像，判断医疗垃圾桶图像是否完全位于目标区域图像内；若医疗垃圾桶图像完全位于目标区域图像内，则对目标区域图像内医疗垃圾桶图像进行图像处理，得出医疗垃圾桶内垃圾状态；判断医疗垃圾桶内垃圾状态是否满足回收标准；若满足，则采集医疗垃圾桶的俯视图像，定位出医疗垃圾桶的中心点像素坐标；将医疗垃圾桶的中心点像素坐标转化为机械臂坐标，利用机械臂坐标信息抓取医疗垃圾桶。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	齐鲁工业大学
发明人：	孙涛;王喆;李庆华;冯超
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-03T00:00:00+0800
申请号：	CN201910138315.5
公开号：	CN109704234A
代理机构：	济南圣达知识产权代理有限公司
代理人：	杨晓冰
分类号：	B66F9/06(2006.01);B;B66;B66F;B66F9
申请人地址：	250353 山东省济南市长清区大学路3501号
主权项：	1.一种医疗垃圾桶识别判断抓取的方法，其特征是，该方法包括以下步骤：采集医疗垃圾桶的目标区域图像，判断医疗垃圾桶图像是否完全位于目标区域图像内；若医疗垃圾桶图像完全位于目标区域图像内，则对目标区域图像内医疗垃圾桶图像进行处理，得出医疗垃圾桶内垃圾状态；判断医疗垃圾桶内垃圾状态是否满足回收标准；若满足，则采集医疗垃圾桶的俯视图像，定位出医疗垃圾桶的中心点像素坐标；将医疗垃圾桶的中心点像素坐标转化为机械臂坐标，利用机械臂坐标信息抓取医疗垃圾桶。 2.根据权利要求1所述的医疗垃圾桶识别判断抓取的方法，其特征是，所述判断医疗垃圾桶图像是否完全位于目标区域图像内的步骤包括：采集目标区域图像，判断目标区域图像内是否有完整的待识别的医疗垃圾桶图像；若没有，则获取目标区域图像范围内医疗垃圾桶的质心位置，根据目标区域图像范围内医疗垃圾桶的质心位置调整机械臂或行走装置位置，再次采集目标区域图像进行判断，直至医疗垃圾桶图像完全出现在目标区域图像中；若有，则对目标区域图像内医疗垃圾桶图像进行处理。 3.根据权利要求1所述的医疗垃圾桶识别判断抓取的方法，其特征是，所述对目标区域图像内医疗垃圾桶图像进行处理的步骤包括：采集医疗垃圾桶空桶状态下的图像信息，将RGB彩色格式的医疗垃圾桶空桶状态下的图像转换成HSV彩色格式的医疗垃圾桶空桶状态下的图像；对HSV彩色格式的医疗垃圾桶空桶状态下的图像中色度值、饱和度值、亮度值进行调节，得到色度值、饱和度值、亮度值三组识别阈值；利用色度值、饱和度值、亮度值三组识别阈值对目标区域图像内医疗垃圾桶图像进行检测，判断图像是否有变化，若有变化，则医疗垃圾桶内有垃圾存在。 4.根据权利要求1所述的医疗垃圾桶识别判断抓取的方法，其特征是，所述判断医疗垃圾桶内垃圾状态是否满足回收标准的步骤包括：采集医疗垃圾桶空桶状态的俯视图像，计算医疗垃圾桶空桶状态的边缘内部面积；同时，采集医疗垃圾桶二分之一垃圾状态的图像，计算医疗垃圾桶二分之一垃圾状态的识别区域面积；将医疗垃圾桶二分之一垃圾状态的识别区域面积与医疗垃圾桶空桶状态的边缘内部面积与相比，得到标准比值；根据目标区域内医疗垃圾桶图像，计算待识别的医疗垃圾桶内垃圾状态的面积；将待识别的医疗垃圾桶内垃圾状态的面积与医疗垃圾桶空桶状态的边缘内部面积相比，得到实际比值；比较实际比值与标准比值的大小，若实际比值大于标准比值，则医疗垃圾桶内垃圾状态大于二分之一，满足回收标准；否则，不满足回收标准。 5.根据权利要求1所述的医疗垃圾桶识别判断抓取的方法，其特征是，所述定位出医疗垃圾桶的中心点像素坐标的步骤包括：对医疗垃圾桶的俯视图像进行图像处理，得到医疗垃圾桶俯视图像的色度值、饱和度值、亮度值三组识别阈值；根据医疗垃圾桶俯视图像的色度值、饱和度值、亮度值三组识别阈值，得到医疗垃圾桶的图像识别信息；通过最小外接矩形识别方法识别出医疗垃圾桶外部轮廓的矩形，得到该医疗垃圾桶外部轮廓矩形的中心点像素坐标。 6.根据权利要求1所述的医疗垃圾桶识别判断抓取的方法，其特征是，所述将医疗垃圾桶的中心点像素坐标转化为机械臂坐标的步骤包括：将标定板放置于目标医疗垃圾桶上部，采集标定板的图像，并对其进行处理，得到三个标定板角点在像素坐标下的相对距离；将四轴机械臂的末端轴与三个标定板角点重合，分别记录三个标定板角点在机械臂坐标下的相对距离；根据三个标定板角点在像素坐标下和机械臂坐标下的相对距离，计算出两个坐标系放大的比例关系；根据比例关系，得到机械臂坐标下的目标垃圾桶中心点与三个标定板角点的距离；根据已知的三标定板角点机械臂坐标以及目标垃圾桶中心点与三个标定板角点的距离，求出目标垃圾桶中心点的机械臂坐标。 7.一种医疗垃圾桶识别判断抓取的系统，该系统用于实现权利要求1至6中任一项所述的医疗垃圾桶识别判断抓取的方法，其特征是，该系统包括行走装置、设置在行走装置上的图像采集装置、控制装置和抓取装置；所述图像采集装置，用于采集医疗垃圾桶的目标区域图像以及医疗垃圾桶的俯视图像，并传输给控制装置；所述控制装置，用于根据接收到的目标区域图像，判断医疗垃圾桶图像是否完全位于目标区域图像内；若医疗垃圾桶图像完全位于目标区域图像内，则对目标区域图像内医疗垃圾桶图像进行图像处理，得出医疗垃圾桶内垃圾状态；判断医疗垃圾桶内垃圾状态是否满足回收标准；若满足，则根据医疗垃圾桶的俯视图像，定位出医疗垃圾桶的中心点像素坐标；将医疗垃圾桶的中心点像素坐标转化为机械臂坐标，将机械臂坐标反馈给抓取装置；所述抓取装置，用于利用机械臂坐标信息抓取医疗垃圾桶。 8.根据权利要求7所述的医疗垃圾桶识别判断抓取的系统，其特征是，所述图像采集装置包括支架、设置在支架顶端的面光源和设置在面光源下方的摄像头。 9.根据权利要求7所述的医疗垃圾桶识别判断抓取的系统，其特征是，所述抓取装置包括机械臂和抓具，所述机械臂的底端安装在行走装置上，所述抓具安装在机械臂的前端。 10.根据权利要求8或9所述的医疗垃圾桶识别判断抓取的系统，其特征是，所述控制装置包括控制器、供气模块、电源模块和无线通信模块；所述控制器分别与摄像头、机械臂、供气模块、电源模块和无线通信模块连接，所述供气模块的输出端与抓取气缸连接，用于控制气缸的开合。
所属类别：	发明专利