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原文传递基于机器视觉的管片拼装测量与控制系统和方法

专利名称：	基于机器视觉的管片拼装测量与控制系统和方法
摘要：	本发明提供一种基于机器视觉的管片拼装测量与控制系统和方法，测量与控制系统包括：工业相机，用于采集待拼装管片和管片拼装机的末端执行器的图像；管片拼装测量系统，用于实时测量末端执行器和待拼装管片的位置和姿态，以及计算末端执行器与待拼装管片的位置和姿态之间的偏差值；管片拼装控制系统，将偏差值与精度值进行比较；若偏差值小于或等于精度值，管片拼装机进行管片拼装；若偏差值大于精度值，计算得到控制量并传输至运动控制卡；运动控制卡，用于将控制量转换为模拟量并输出至管片拼装机调节末端执行器的位置和姿态。本发明的技术方案解决了现有技术中的人工测量、手动操作管片拼装机系统和方法的效率和精度均不高的问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	大连理工大学
发明人：	王林涛;李济;朱凯源
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-09T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201910281796.5
公开号：	CN110018163A
代理机构：	大连东方专利代理有限责任公司
代理人：	李馨
分类号：	G01N21/84(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	116024 辽宁省大连市高新园区凌工路2号
主权项：	1.基于机器视觉的管片拼装测量与控制系统，其特征在于，包括：工业相机，用于采集待拼装管片和管片拼装机的末端执行器的图像并将图像传输至管片拼装测量系统；管片拼装测量系统，用于识别图像中的末端执行器和待拼装管片对应的标记特征点的坐标，根据识别结果实时测量末端执行器和待拼装管片的位置和姿态，以及计算末端执行器的位置和姿态与待拼装管片的位置和姿态之间的偏差值；管片拼装控制系统，将管片拼装系统测量的偏差值与管片拼装要求的精度值进行比较；若偏差值小于或等于精度值，即表示满足精度要求，结束拼装；若偏差值大于精度值，管片拼装控制系统根据偏差值计算得到用于用于表示控制量的管片拼装机速度值并将控制量传输至运动控制卡；运动控制卡，用于将控制量转换为模拟量并输出至管片拼装机，使管片拼装机根据模拟量调节末端执行器的位置和姿态。 2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的管片拼装测量与控制系统，其特征在于，还包括数据采集卡，用于采集管片拼装机的位移信息和回转角度信息；位移信息包括管片拼装机的平移、提升以及微调的位移。 3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的管片拼装测量与控制系统，其特征在于，位移信息和回转角度信息分别通过设置于管片拼装机的位移传感器和倾角传感器进行测量。 4.根据权利要求2所述的基于机器视觉的管片拼装测量与控制系统，其特征在于，数据采集卡的型号为研华PCI-1710HG与PCI-1784。 5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的管片拼装测量与控制系统，其特征在于，运动控制卡的型号为研华PCI-1727。 6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的管片拼装测量与控制系统，其特征在于，工业相机采用单目固定焦距工业相机，工业相机固定安装于管片拼装机。 7.根据权利要求1所述的基于机器视觉的管片拼装测量与控制系统，其特征在于，工业相机与工控机之间采用GigE接口进行数据传输。 8.基于机器视觉的管片拼装测量与控制方法，其特征在于，包括如下步骤： S1：通过相机分别采集管片拼装机的末端执行器和待拼装管片的图像，并将图像传输至工控机的管片拼装测量系统； S2：管片拼装测量系统识别图像中的末端执行器和待拼装管片对应的标记特征点的坐标，并根据识别结果分别计算末端执行器和待拼装管片的位置和姿态； S3：通过管片拼装测量系统计算末端执行器的位置和姿态与待拼装管片的位置和姿态之间的偏差值； S4：工控机的管片拼装控制系统将偏差值与管片拼装要求的精度值进行比较；若偏差值小于或等于精度值，即表示满足精度要求，结束拼装；若偏差值大于精度值，则进入S5； S5：管片拼装控制系统根据偏差值计算得到用于用于表示控制量的管片拼装机速度值并将控制量传输至运动控制卡； S6：运动控制卡将控制量转换为模拟量并输出至管片拼装机，管片拼装机根据模拟量调节末端执行器的位置和姿态； S7：重复S1至S6，直至完成所有管片拼装。 9.根据权利要求8所述的基于机器视觉的管片拼装测量与控制方法，其特征在于，步骤S5还包括通过数据采集卡采集管片拼装机的位移信息和回转角度信息；位移信息包括管片拼装机的平移、提升以及微调的位移。 10.根据权利要求8所述的基于机器视觉的管片拼装测量与控制方法，其特征在于，位移信息和回转角度信息分别通过设置于管片拼装机的位移传感器和倾角传感器进行测量。
所属类别：	发明专利