应用案例|3C行业-颜色分选引导机械手定位抓取
客户为中型自动化设备商,当前项目为搭配艾利特机械手完成不同颜色木块,马克笔的定位拾取工作。客户希望在相机视野内放置不同颜色的木块,上位机发送指令指导软件去识别木块颜色,分类并输出对应的位置坐标给上位机机械手,实现抓取功能。

一、项目背景

(1)项目需求

① 相机视野下存在一堆不同颜色的物料,需要VM软件用颜色识别模块去区分各个颜色的类别
② 在木块颜色分类后给上位机发送不同指令,获取对应的坐标实现定位抓取的功能

✈ 实物图:


(2)项目痛点

① 项目中的设备组装对性价比有一定要求,之前采用其他2D视觉反馈抓取不稳定;
② 客户为设备商,没有专业的视觉团队,对视觉理论比较薄弱,不能去实现独立开发完成设备的工艺要求;

二、方案描述

(1)项目配单表


(2)方案示意图

✈ 搭建示意图:


(3)方案思路

主要的搭建思路为:
①通过机械手与相机做标定生产十二点标定文件
②通过Blob模块对视野内的木块二值化进行分选个数
③把二值化个数放到Group模块中循环用颜色识别模块把五种颜色木块训练分离出来
④把对应的位置发送到全局变量中,上位机通过发送不同颜色的字符串实现对应颜色的数值调用实现精准抓取工艺

✈ 主流程方案图:


(4)方案搭建与调试

① 标定流程方案:主流程首先确认好相机固定拍照位,设计相机与机械手的十二点标定,解析获取机械手的实时坐标与相机识别的图像坐标绑定生成标定文件。


②  通过颜色识别模块训练得到五种颜色的模型在后续生产中实现颜色识别。

③  主流程用高精度匹配模块识别物料后用“Group”模块中轮询通过颜色识别模块训练后得到对应五种颜色的木块像素坐标位置存在全局变量中。

④  随机选择一个木块在视野底下做一个抓取的示教基准用“单点抓取模块”创建好基准记录机械机械手抓取基准坐标以及拍照位机械手坐标。

⑤  抓取算法使用单点抓取模块实现抓取,颜色分选出对应的坐标发送全局变量而后触发对应颜色流程实现数据读取。

三、项目难点及解决方案

项目难点1:

木块为正方形对于角度无法在一个象限内的统一,角度会在-180°到180°的区间内跳动,导致角度波动较大机械手容易超极限

解决方案1:

通过对高精度匹配的模板范围进行限制,设置-45°到45°的范围去识别会把角度限制在这个区间抓取减少角度波动大的情况

项目难点2:

相机视野大,木块有高度差,在相机四周时会出现较大的畸变导致识别的偏差与实际的差很多

解决方案2:

打印2型标定板放相机视野下,先做畸变标定生成畸变文件后在运行文件做标定和生产的转换减少相机的畸变误差

四、方案优势

① 该方案搭配彩色相机在取图成像上对原物料的还原度很高,搭配软件的颜色识别可以精准的识别各颜色木块,算法耗时200ms内可以完成整流程计算,测试生产了近500pcs,漏检率为0;
② 通过该项目解决了3D层面上的高度差导致的物料畸变取料不准的痛点问题,客户的机械设备从3D视觉更换到2D视觉,降低了客户的成本,保证抓取精度的前提下提高了生产速率和效率。

点击下方观看现场效果视频

附件:
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