本實用新型屬于目標抓取設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于雙目視覺的運動目標跟蹤定位與抓取系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在生產(chǎn)線中，對于流水線上的工件，機器人存在著對其進行操作的需求。傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)線上是通過機械手設(shè)定固定位姿對運動目標工件進行抓取，實現(xiàn)對運動目標工件的抽樣檢測。在實際生產(chǎn)過程中，由于工件的外形、工件所處的位置不確定等因素，導致在利用傳統(tǒng)機器人進行目標工件抓取時出現(xiàn)抓取失敗的情況。為了解決這一問題，采用單目相機提取視覺信息進行目標工件的抓取，這種方法省時、簡單；但是當運動目標是未知的情況時，深度視覺信息的丟失限制了伺服操作和復雜的控制設(shè)計等，還是存在不能精確快速的對目標工件的跟蹤和抓取。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種基于雙目視覺的運動目標跟蹤定位與抓取系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有生產(chǎn)線上目標工件不能夠快速定位和抓取的問題。

本實用新型一種基于雙目視覺的運動目標跟蹤定位與抓取系統(tǒng)所采用的技術(shù)方案是，包括工作臺，工作臺兩端分別設(shè)置有機械臂和光源，機械臂通過導線依次連接有電控柜、顯示屏、工控機和電源，工控機通過導線連接有攝像機，攝像機位于工作臺的頂端，光源通過導線連接電源。

本實用新型的特征還在于，

機械臂為四自由度機械臂，且機械臂的自由度與電控柜內(nèi)的伺服端子數(shù)量相同。

工控機內(nèi)還設(shè)置有圖像采集卡和運動控制卡。

攝像機與機械臂、光源位于工作臺同側(cè)，且攝像機為雙目攝像機。

圖像采集卡為Matrox圖像采集卡。

運動控制卡為GT-400-SG運動控制卡。

本實用新型的有益效果是：本實用新型一種基于雙目視覺的運動目標跟蹤定位與抓取系統(tǒng)，通過采用使用攝像機和圖像采集卡的結(jié)合，對運動目標工件位置進行實時跟蹤定位，然后通過工控機對位置信息分析后將目標工件位置信息傳送給運動控制卡，運動控制卡通過給伺服端子發(fā)出指令信息使機械臂做出動作、同時快速抓取工件，結(jié)構(gòu)簡單、克服了現(xiàn)有生產(chǎn)線上目標工件不能夠快速定位和抓取的問題，有很好的實用價值。

附圖說明

圖1是本實用新型一種基于雙目視覺的運動目標跟蹤定位與抓取系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1.工作臺，2.機械臂，3.電控柜，4.工控機，5.光源，6.顯示屏，7.電源，8.攝像機，9.導線，10.圖像采集卡，11.運動控制卡，12.伺服端子。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。

本實用新型一種基于雙目視覺的運動目標跟蹤定位與抓取系統(tǒng)，如圖1所示，包括工作臺1，工作臺1上有運動的目標工件，工作臺1兩端分別設(shè)置有機械臂2和光源5，機械臂2通過導線9依次連接有電控柜3、顯示屏6、工控機4和電源7，工控機4通過導線9連接有攝像機8，攝像機8位于工作臺1的頂端，光源5通過導線9連接電源7，光源5為普通的LED燈。

機械臂2為四自由度機械臂，且機械臂2的自由度與電控柜3內(nèi)的伺服端子12數(shù)量相同。

工控機4內(nèi)還設(shè)置有圖像采集卡10和運動控制卡11。圖像采集卡10與攝像機8配合工作，將工件位置信息傳送給工控機4；工控機4通過計算將結(jié)果顯示在顯示屏6上，同時將指令信息發(fā)送至運動控制卡11，運動控制卡11接收到工控機4的信息后，通過伺服端子12使機械臂2做出抓取的動作。

攝像機8與機械臂2、光源5位于工作臺10同側(cè)，且攝像機8為雙目攝像機。

圖像采集卡10為Matrox圖像采集卡。

運動控制卡11為GT-400-SG運動控制卡。

本實用新型的使用過程：

步驟1，接通電源，打開光源5和攝像機8，對工作臺1上方的攝像機8進行標定，標定時采用經(jīng)典張正友標定方法，對于攝像機8采集的圖像，選取3個標定位圖像、每個標定位圖像分別取6個點，即可求取攝像機8的內(nèi)外參數(shù)；

步驟2，通過攝像機8采集工作臺1上的運動目標工件的圖像信號，然后實時傳輸給圖像采集卡10、工控機4；

步驟3，工控機4實時獲取步驟2中傳輸過來的運動目標工件圖像信息，利用背景差分法進行運動目標工件檢測；

步驟4，根據(jù)步驟3的檢測結(jié)果提取目標工件輪廓，工控機4利用Kalman濾波預測Camshift搜索窗口的初始位置，然后利用Camshift算法計算目標工件的位置和大小，再以此位置作為觀測值更新Kalman濾波信息，當目標發(fā)生大面積遮擋時，Camshift算法得出的目標位置和大小不準確，可使用Kalman濾波信息預測值作為觀測值更新Kalman濾波信息，實現(xiàn)對運動目標的跟蹤定位；

步驟5，根據(jù)步驟1中攝像機8的標定信息、步驟4中的對運動目標工件的跟蹤位置信息，確定運動目標的實際抓取位置，具體為：根據(jù)攝像機8標定的結(jié)果，獲得攝像機8圖像像素位置與場景點位置之間的關(guān)系，通過立體匹配獲得圖像的深度信息，結(jié)合背景差分法與形態(tài)學檢測到的輪廓信息，確定運動目標的三維信息，完成對目標的定位，確定抓取的位置；將此位置傳給運動控制卡11，運動控制卡11通過運動學反解，求取機械臂2各個關(guān)節(jié)的運動參數(shù)，同時發(fā)出指令信息給伺服端子12使機械臂2完成抓取動作。

本實用新型通過采用使用攝像機8和圖像采集卡10的結(jié)合，對運動目標工件位置進行實時跟蹤定位，然后通過工控機4對位置信息分析后將目標工件位置信息傳送給運動控制卡11，運動控制卡11通過給伺服端子12發(fā)出指令信息使機械臂2做出動作、同時快速抓取工件，結(jié)構(gòu)簡單、克服了現(xiàn)有生產(chǎn)線上目標工件不能夠快速定位和抓取的問題，有很好的實用價值。