基于金字塔形寻优的传送带动态抓取研究

张朝阳，周惠兴，曹荣敏，吴小艳

（1.中国农业大学 工学院，北京 100083；2.北京信息科技大学 自动化院，北京 100192）

0 引言

对废旧金属进行回收有利于环境保护；继而分选归类，是进一步提高其经济价值的有效手段，更是发展循环经济的重要内容。依托于国家智能化节能环保型废金属破碎分选生产线研制项目（发改办高技[2012]2144号），具体研发一台基于机器视觉的智能分选机器人，实现项目的部分智能化要求：对非铁物质中铜、铝等有色金属进行光学色谱分析识别和自动分拣。

整体方案设计：经过磁选后，待分拣废金属物块由传送带源源不断送来。当进入摄像机视野时，摄像机摄取当前传送带的快照并送入PC机。PC根据当前的分拣策略，在快照中捕捉金属物体的特征，如果找到具有对应特征的物件，则将该物体在机械手坐标系下的坐标定位信息送入分拣机械手的控制器；传送带另一端的分拣机械手控制器则根据定位信息，对起止坐标进行求解，通过对比起止点的坐标值，对轨迹进行规划，继而得到机械手的动作指令，实现机械手的相应动作；最后向机械手发出控制指令，抓取金属物块放入相应的分类箱内，如图1所示。

图1 废旧金属分拣线

机械手对于随传送带移动的金属物块进行动态抓取，涉及到机械手的抓取动作要和物块的移动速度相协调：机械手要对随传送带移动的物料位置进行跟踪和预测，然后进行动态抓取动作。

传统的基于PID的跟踪方法在传送带速度相对提高时，容易造成跟踪轨迹曲率偏大，恶化跟踪效果；……