一种基于图形识别的工业自控定位系统及其定位方法与流程

本发明涉及自动化控制技术领域技术领域，尤其是一种基于图形识别的工业自控定位系统及其定位方法。

背景技术：

许多常见的自动化控制系统中，均含有机械传动机构的工作平台，这些机械传动机构由于配合或磨损造成的死区、间隙等问题。例如在现有的新能源汽车电池更换站中，首先通过两根导杆及前挡板对新能源汽车定位，然后机械载台运动到新能源汽车电池卡槽处，实现电池的拆卸及安装。此方式，对新能源汽车的轮胎磨损严重，并且需要对新能源汽车精准定位，才可实现电池的更换，并且每一种车型均需要设计相应的电池更换站，增加经济投入。

技术实现要素：

本发明提供一种基于图形识别的工业自控定位系统及其定位方法，适用于多种车型，定位快速准确。

本发明具体采用如下技术方案实现：

一种基于图形识别的工业自控定位系统，包括控制单元、图像采集装置、运动机构、装载台和待载台，所述待载台上设置有定位组件或特征定位标识，所述定位组件包括至少一个定位点，所述图像采集装置用于采集所述待载台的图像，并将图像传输至所述控制单元，所述控制单元计算所述定位点或特征定位标识的几何中心坐标，指示所述运动机构驱动所述装载台到达目标对应的坐标位置实现精确装载。

作为优选，还包括照明装置，所述照明装置的照明强度由所述控制单元控制，光线照射在所述待载台上。

作为优选，所述拍照和监控的照明装置使用的照明是可见光、红外光、X光、紫外光中的一种。

作为优选，所述定位组件包括一个定位点或两个定位点或三个定位点。

作为优选，所述定位点或特征定位标识为实心圆形或三角形或矩形。

一种基于图形识别的工业自控定位方法，包括以下步骤：

步骤1、待载台到达目标区域，图像采集装置采集待载台的图像，在采集的图像区域定义x-y直角坐标系；

步骤2、控制单元处理步骤1采集的图像，在定义的x-y直角坐标系中，获得定位点的坐标；

步骤3、控制单元根据步骤2获取的定位点坐标，指示运动机构驱动装载台按照坐标进行运动；

步骤4、装载台运动至与待载台相吻合的位置，图像采集装置采集待载台及装载台相对位置图像，监控定位精度，确认定位精准后即可进行后续操作步骤。

作为优选，所述步骤1中，如果光线较暗，照明装置打开，照明强度由控制单元控制。

本发明提供的一种基于图形识别的工业自控定位系统及其定位方法，其有益效果在于：通过图像采集装置获取带有定位点的待载台位置，通过控制单元获取具体位置坐标，进而控制运动机构驱动装载台到达目标位置，实现精确定位。

附图说明

图1是本发明定位系统的原理框图；

图2是本发明定位系统的定位流程图；

图3是坐标标定示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1所示，本实施例提出的一种基于图形识别的工业自控定位系统，包括控制单元、图像采集装置、运动机构、装载台和待载台，待载台上设置有定位组件，定位组件包括定位点或两个定位点或三个定位点，定位点的个数根据具体装置而定，定位点具体形式可参考现有车辆车牌上的实心圆定位点，亦可为三角形或矩形(或待载台上固有的特征定位标识)，本实施例选择圆形定位点。在装载台也可设置与待载台上相对应的定位点，但当装载台上具有特征定位标识时，可以不额外设置定位组件。图像采集装置用于采集待载台的图像，并将图像传输至控制单元，图像采集装置选用较为常见的摄像机或摄像头即可，当光线较暗时，照明装置提供的可见光或红外光或X光或紫外光提供图像质量，光线的强度由控制单元进行控制。控制单元对采集的图像进行分析处理，获得圆形定位点圆心(圆形的几何中心)的坐标值(通过圆心坐标进行定位最为精确)，指示运动机构驱动装载台到达目标位置，由于对图像进行处理的控制单元较为常见，故在此不再赘述。

而本实施例的定位系统，在具体实用时，以新能源汽车更换电池为例，参考一下步骤，如图2所示：

步骤1、待换电池新能源汽车到达目标区域，该目标区域可为一定范围，车辆可在该区域内的任意方位，无需特别精确，图像采集装置采集待换电池新能源汽车电池卡槽处的图像，在采集的图像区域定义x-y直角坐标系，在电池卡槽处设置有三个圆形定位点，三个圆形定位点可在汽车制造过程中安装，亦可出厂后安装，部分车型的电池卡槽处具备特征定位标识，可将特征定位标识作为定位点，不需额外安装；

步骤2、控制单元处理步骤1采集的图像，获得圆形定位点圆心的坐标，坐标标定方式如图3所示，三个定位点的圆心在定义的x-y直角坐标系内坐标分别为：(x₁，y₁)、(x₂，y₂)、(x₃，y₃)，其中坐标值定义为毫米级(坐标值数量级越小，那么精度就会越准)；

步骤3、控制单元根据步骤2获取的定位点坐标，指示运动机构驱动装载台按照坐标进行运动；

步骤4、装载台运动至与新能源汽车电池卡槽处，实现新能源汽车电池的拆卸；

步骤5、拆卸后的电池通过装载台放置在指定工位，装载台再运载需更换的电池，根据步骤2的定位点坐标，达到新能源汽车电池卡槽处，图像采集装置在拍摄定位照片后，即可拍摄电池卡槽处的影像传送给监控设备，监控定位精度以及电池的拆卸和安装过程，确认定位无误后实现新能源汽车电池的拆卸和安装，防止机器故障导致的误操作。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。