花生传送带作业精准定位方法研究

谷林峰 李 亚 丁彦玉 孙 科

(1. 天津市轻工与食品工程机械装备集成设计与在线监控重点实验室，天津 300222；2. 天津科技大学机械工程学院，天津 300222)

目前，花生批量分拣生产线主要依赖于人眼识别缺陷，人工挑拣次品、分装成品，劳动成本大，误检率高，且抗疲劳能力差。近年来，机器视觉技术[1-2]被逐渐应用于农作物流水生产线的自动分拣工作[3-4]，生产效率大幅提升。实践中，固有传送带生产线利用单目视觉引导机器人进行抓取的操作最为普遍，其核心问题是需要现场完成摄像机标定和手眼标定过程[5]。多数基于传送带的标定方法[6-7]都忽略了目标的重心高度信息，并不适用于花生等立体目标的定位分拣过程。利用场景特征[8]和结构光平面[9]等获取立体定位信息的手眼标定方法，但其三维信息的求解过程较复杂，难以在手眼无重合工作空间的现场环境下实施。

文章以拣选大批量花生的典型传送带生产线为对象，根据花生的分拣要求，拟提出一种能在现场简便操作的标定方法，并根据花生形态(图1)作出重心定位补偿。利用自制的高精度标定块，并使用与其过渡配合的标定针，引导机器人手臂末端插入指定标定孔，求取摄像机与机器人坐标系的位姿转换关系，避免传统方法以肉眼判别接触点的误差影响；针对不同大小的油炸花生分拣高度不一致的问题，建立关于花生图像轮廓与花生高度变化的关系模型[10-11]，以传送带为基准面对每颗花生进行高度补偿，避免单一平面标定对花生定位精度的影响，提高其对立体目标的定位抓取精度，旨在为基于传送带作业的目标三维定位提供一种求解思路和方法。……