本發(fā)明涉及一種定位系統(tǒng)，具體為一種分揀手機(jī)攝像頭定位系統(tǒng)及其定位算法，屬于手機(jī)攝像頭生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)發(fā)展中,手機(jī)的市場(chǎng)需求就像一塊巨大的蛋糕,等著各大通信廠商去瓜分了。但是由于市場(chǎng)每年的需求是一定的，而各廠商為了爭(zhēng)奪盡可能多的市場(chǎng)份額，使出渾身解數(shù)推出各式各樣的手機(jī)以吸引消費(fèi)者，這就決定了每一款手機(jī)生命周期必然非常的短，手機(jī)的市場(chǎng)不允許一款手機(jī)有長(zhǎng)的生命周期，如果一個(gè)廠商不能及時(shí)迅速的推出新款機(jī)型，它的市場(chǎng)份額會(huì)迅速的降低。為了滿足市場(chǎng)對(duì)于各種手機(jī)款式的需求，必須充分利用己有的生產(chǎn)廠房及設(shè)備快速實(shí)現(xiàn)多款手機(jī)的柔性制造、降低生產(chǎn)設(shè)備的投資，節(jié)省生產(chǎn)成本，成為保持公司在手機(jī)市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)地位與生存發(fā)展的一個(gè)重要戰(zhàn)略。

手機(jī)加工生產(chǎn)過(guò)程中，手機(jī)攝像頭的分揀就是一個(gè)繁瑣而又不可缺少的環(huán)節(jié)，但是目前手機(jī)攝像頭的分揀基本上是靠人工手動(dòng)的分揀，勞動(dòng)效率低下且成本高，有些廠商也設(shè)計(jì)出來(lái)一些分揀的機(jī)械系統(tǒng)，但是對(duì)于攝像頭的定位和精確分揀還存在定位不準(zhǔn)、抓取不精確，還沒(méi)有反饋調(diào)節(jié)部分對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行來(lái)說(shuō)是極為不利的。因此，針對(duì)上述問(wèn)題提出一種分揀手機(jī)攝像頭系統(tǒng)及其自動(dòng)識(shí)別跟蹤定位算法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述問(wèn)題而提供一種分揀手機(jī)攝像頭定位系統(tǒng)及其定位算法。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的，一種分揀手機(jī)攝像頭定位系統(tǒng)，包括觸發(fā)系統(tǒng)、視覺(jué)定位系統(tǒng)、機(jī)械臂系統(tǒng)、編碼定位系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、采樣相機(jī)、計(jì)算機(jī)、傳送帶；所述的觸發(fā)系統(tǒng)設(shè)置在傳送帶的入料處，視覺(jué)定位系統(tǒng)設(shè)置在傳送帶前端，機(jī)械臂系統(tǒng)設(shè)置在傳送帶的中部，照明系統(tǒng)設(shè)置在傳送帶的側(cè)面，編碼定位系統(tǒng)和采樣相機(jī)分別設(shè)置在傳送帶的末端兩側(cè)，所述的觸發(fā)系統(tǒng)、視覺(jué)定位系統(tǒng)、機(jī)械臂系統(tǒng)、編碼定位系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、采樣相機(jī)均與計(jì)算機(jī)相連。

優(yōu)選的，所述的觸發(fā)系統(tǒng)為激光器。

優(yōu)選的，所述的視覺(jué)定位系統(tǒng)為雙目相機(jī)。

優(yōu)選的，所述的機(jī)械臂系統(tǒng)由機(jī)械手和鏡頭組成。

優(yōu)選的，所述的照明系統(tǒng)包含面照明裝置和位置照明裝置。

優(yōu)選的，所述的面照明裝置的數(shù)量為至少兩個(gè)。

優(yōu)選的，所述的位置照明裝置固定在機(jī)械臂系統(tǒng)上。

優(yōu)選的，所述的采樣相機(jī)和編碼定位系統(tǒng)構(gòu)成了反饋調(diào)節(jié)部分。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種分揀手機(jī)攝像頭定位系統(tǒng)的定位算法，視覺(jué)定位系統(tǒng)采用雙目相機(jī)，提取圖像中的目標(biāo)點(diǎn)P，設(shè)雙目相機(jī)左右圖像的坐標(biāo)分別為P_L(x_L,y_L)和P_R(x_R,y_R)，與此同時(shí)設(shè)點(diǎn)P在空間中的坐標(biāo)為P(X_C,Y_C,Z_C)，根據(jù)雙目的成像原理，可以知道y_L＝y(tǒng)_R，由三角形相似原理可以得到公式(1)：

把視差記為d，并令d＝x_L-x_R，由此得出點(diǎn)的三維坐標(biāo)是：

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明采用雙目相機(jī)進(jìn)行定位，定位準(zhǔn)確，而且精確度高；本發(fā)明設(shè)置有觸發(fā)系統(tǒng)，當(dāng)觸發(fā)系統(tǒng)掃描到傳送帶上的攝像頭后，將信號(hào)傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)發(fā)出指令，使其他各系統(tǒng)同時(shí)打開(kāi)，從而能夠保證系統(tǒng)的掃描速度，提高工作效率；本發(fā)明中的采樣相機(jī)會(huì)對(duì)分選成功的攝像頭進(jìn)行連續(xù)采樣，并與編碼器一起對(duì)傳送帶進(jìn)行修正調(diào)節(jié)，這樣能夠減少整個(gè)系統(tǒng)的失誤率，提高工作效率。另外，本發(fā)明中的定位算法更突出其定位速度和誤差，能夠進(jìn)一步確保本發(fā)明定位的準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明系統(tǒng)的流程框圖；

圖3是本發(fā)明視覺(jué)定位系統(tǒng)功能算法框圖；

圖4是本發(fā)明視覺(jué)定位的算法流程框圖；

圖5是本發(fā)明機(jī)械臂系統(tǒng)定位算法流程框圖；

圖6是本發(fā)明編碼控制系統(tǒng)反饋框圖。

圖中：1—觸發(fā)系統(tǒng)；2—視覺(jué)定位系統(tǒng)；3—機(jī)械臂系統(tǒng)；4—編碼定位系統(tǒng)；5—照明系統(tǒng)；501—面照明裝置；502—位置照明裝置；6—采樣相機(jī)；7—計(jì)算機(jī)；8—傳送帶。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-6所示，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的，一種分揀手機(jī)攝像頭定位系統(tǒng)，包括觸發(fā)系統(tǒng)1、視覺(jué)定位系統(tǒng)2、機(jī)械臂系統(tǒng)3、編碼定位系統(tǒng)4、照明系統(tǒng)5、采樣相機(jī)6、計(jì)算機(jī)7、傳送帶8；所述的觸發(fā)系統(tǒng)1設(shè)置在傳送帶8的入料處，視覺(jué)定位系統(tǒng)2設(shè)置在傳送帶8前端，機(jī)械臂系統(tǒng)3設(shè)置在傳送帶8的中部，照明系統(tǒng)5設(shè)置在傳送帶8的側(cè)面，編碼定位系統(tǒng)4和采樣相機(jī)6分別設(shè)置在傳送帶8的末端兩側(cè)，所述的觸發(fā)系統(tǒng)1、視覺(jué)定位系統(tǒng)2、機(jī)械臂系統(tǒng)3、編碼定位系統(tǒng)4、照明系統(tǒng)5、采樣相機(jī)6均與計(jì)算機(jī)7相連。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選方案，所述的觸發(fā)系統(tǒng)1為激光器。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選方案，所述的視覺(jué)定位系統(tǒng)2為雙目相機(jī)。采用雙目相機(jī)對(duì)攝像頭進(jìn)行初始定位，能夠使定位更加準(zhǔn)確，同時(shí)還能夠獲得清晰、無(wú)反光、高深度信息的圖像。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選方案，所述的機(jī)械臂系統(tǒng)3由機(jī)械手、鏡頭組成。機(jī)械臂系統(tǒng)的特殊結(jié)構(gòu)能夠更加精確地對(duì)手機(jī)攝像頭位置進(jìn)行再次定位，在之前初始化的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高整個(gè)系統(tǒng)的操作性，準(zhǔn)確性和智能性，鏡頭對(duì)運(yùn)動(dòng)著的攝像頭進(jìn)行連續(xù)的序列采集，能夠更準(zhǔn)確的獲取手機(jī)攝像頭的精確位置信息和高精度的深度信息并加以保存，然后通過(guò)機(jī)械手對(duì)手機(jī)攝像頭進(jìn)行快速分揀。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選方案，所述的照明系統(tǒng)5包含面照明裝置501和位置照明裝置502。面照明裝置501能夠?qū)魉蛶д麄€(gè)工作面進(jìn)行照明，位置照明裝置502是針對(duì)手機(jī)攝像頭的專用光源，隨著鏡頭對(duì)手機(jī)攝像頭跟蹤定位，可實(shí)現(xiàn)指定照明功能，使系統(tǒng)更加優(yōu)化，達(dá)到最好效果。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選方案，所述的面照明裝置的數(shù)量為至少兩個(gè)。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選方案，所述的位置照明裝置固定在機(jī)械臂系統(tǒng)3上。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選方案，所述的采樣相機(jī)6和編碼定位系統(tǒng)4構(gòu)成了反饋調(diào)節(jié)部分。該部分能夠?qū)ξ闯晒Ψ謷氖謾C(jī)攝像頭進(jìn)行連續(xù)采集圖像，通過(guò)接編碼系統(tǒng)，進(jìn)行不斷地修正調(diào)節(jié)傳送帶的運(yùn)行速度，使視覺(jué)定位系統(tǒng)和機(jī)械臂系統(tǒng)更好地對(duì)手機(jī)攝像頭位置進(jìn)行高識(shí)別定位，從而降低整個(gè)設(shè)備的誤差，達(dá)到快速、準(zhǔn)確分選的目的。

本發(fā)明中視覺(jué)定位的算法為，視覺(jué)定位系統(tǒng)2采用雙目相機(jī)，提取圖像中的目標(biāo)點(diǎn)P，設(shè)雙目相機(jī)左右圖像的坐標(biāo)分別為P_L(x_L,y_L)和P_R(x_R,y_R)，與此同時(shí)設(shè)點(diǎn)P在空間中的坐標(biāo)為P(X_C,Y_C,Z_C)，根據(jù)雙目的成像原理，可以知道y_L＝y(tǒng)_R，由三角形相似原理可以得到公式(1)：

把視差記為d，并令d＝x_L-x_R，由此得出點(diǎn)的三維坐標(biāo)是：

通過(guò)雙目相機(jī)得到該目標(biāo)點(diǎn)分別在兩個(gè)鏡頭下的圖像坐標(biāo)系坐標(biāo)，就可以求出目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

另外，本發(fā)明中所述的編碼定位系統(tǒng)4的定位算法采用的是PID控制算法，通過(guò)收到來(lái)自系統(tǒng)數(shù)據(jù)作為給定，與反饋部分給出的反饋信號(hào)進(jìn)行比較，通過(guò)PID算法控制，計(jì)算輸出電壓信號(hào)或者電流信號(hào)來(lái)控制變頻器，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使速度達(dá)到給定參考值。

本發(fā)明在使用時(shí)，針對(duì)當(dāng)前智能手機(jī)制造的發(fā)展需求，基于串聯(lián)機(jī)器人，機(jī)器視覺(jué)等先進(jìn)技術(shù)，構(gòu)建了面向智能手機(jī)攝像頭分揀的高速機(jī)器人系統(tǒng)；研究了傳送帶上運(yùn)動(dòng)攝像頭零件的機(jī)器視覺(jué)定位算法，設(shè)計(jì)了運(yùn)動(dòng)零件分揀與定位的機(jī)器視覺(jué)硬件系統(tǒng)；基于專業(yè)的圖像處理軟件及機(jī)器視覺(jué)庫(kù)的使用，研發(fā)了自動(dòng)分揀機(jī)器視覺(jué)軟件系統(tǒng)，以提高智能手機(jī)生產(chǎn)效率，保證零件的可用性，降低勞動(dòng)強(qiáng)度；其中視覺(jué)定位系統(tǒng)的定位算法對(duì)手機(jī)攝像頭進(jìn)行模式統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)識(shí)別跟蹤定位分揀技術(shù)，具有高速、精準(zhǔn)、智能一體化等特點(diǎn)；搭建系統(tǒng)平臺(tái)，將觸發(fā)系統(tǒng)、視覺(jué)定位系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、采樣相機(jī)和編碼定位系統(tǒng)調(diào)整至最佳狀態(tài)加以固定；將照明系統(tǒng)中的位置照明裝置固定在機(jī)械臂系統(tǒng)上，使本發(fā)明在初始定位精度上進(jìn)一步精確，能夠大大降低分揀的誤差。

工作時(shí)，將手機(jī)攝像頭放置在傳送帶上，放置時(shí)，應(yīng)注意手機(jī)攝像頭不要疊壓；當(dāng)手機(jī)攝像頭運(yùn)動(dòng)到觸發(fā)系統(tǒng)位置時(shí)，觸發(fā)系統(tǒng)將信號(hào)傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)下發(fā)指令，同時(shí)觸發(fā)啟動(dòng)視覺(jué)定位系統(tǒng)、機(jī)械臂系統(tǒng)、采樣相機(jī)、編碼控制系統(tǒng)和照明系統(tǒng)；視覺(jué)定位系統(tǒng)，采集傳送帶上的手機(jī)攝像頭進(jìn)行識(shí)別、匹配、定位，并將得到的特征信息傳送給機(jī)械臂系統(tǒng)，讓機(jī)械臂系統(tǒng)開(kāi)始執(zhí)行動(dòng)作，機(jī)械臂系統(tǒng)中的鏡頭對(duì)傳送過(guò)來(lái)的手機(jī)攝像頭進(jìn)行二次定位識(shí)別和定位跟蹤，獲取并保存深度信息后開(kāi)始分揀；未分揀成功的手機(jī)攝像頭會(huì)通過(guò)采樣相機(jī)連續(xù)采樣，并與編碼控制系統(tǒng)一起對(duì)傳送帶進(jìn)行調(diào)節(jié)修正，完成整個(gè)系統(tǒng)的反饋，進(jìn)而可以達(dá)到精確地手機(jī)攝像頭分揀工作。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。