一种基于图像处理的汽车工业机器人

1.本发明涉及汽车工业技术领域，尤其是一种基于图像处理的汽车工业机器人。


背景技术：

2.工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工、汽车制造等各个工业领域之中。
3.一般来说，工业机器人由三大部分六个子系统组成。三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。六个子系统可分为机械结构系统、驱动系统、感知系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统和控制系统。
4.汽车工业机器人是指在汽车加工制造行业所使用的工业机器人，目前汽车工业机器人主要用于大型零件的搬运和安装工作，但是和汽车喷漆相关的机器人较少。汽车喷漆是指给汽车表面上一层漆达到保护汽车的效果。汽车喷漆工序包括刮腻子、打磨、喷漆。其中，喷漆由于对人身体危害比较大，所以最好是采用无人车间进行喷漆作业。
5.本发明提供一种基于图像处理的汽车工业机器人，可以用于汽车喷漆工序，减少对人身体危害。


技术实现要素：

6.为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于图像处理的汽车工业机器人。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
8.一种基于图像处理的汽车工业机器人，汽车工业机器人包括有喷涂机器人和图像处理系统；喷涂机器人和图像处理系统相互协成工作；其中：
9.喷涂机器人包括有通过螺栓安装于地面的底座1，底座1的顶部安装有驱动旋转盘2，驱动旋转盘2的顶部安装有立臂3，立臂3可以通过驱动旋转盘2在底座1的顶部向左或向右转动；立臂3的顶部安装有横臂4；底座1上部安装有操控箱5和泵箱6，泵箱6经由管道7连接于雾化臂8，雾化臂8的末端连接于喷孔9；
10.图像处理系统包括有cpu处理器，cpu处理器分别连接于图像分析处理单元、合成图像生成单元、以及显示图像管理单元；工业相机镜头通过悬臂10安装于横臂4的底部；工业相机镜头通过图像发送单元连接于图像获取单元，图像获取单元依次连接于图像分析处理单元、合成图像生成单元、以及显示图像管理单元，合成图像生成单元连接于存储单元；显示图像管理单元连接于显示器；操控器通过操控箱、指令接收单元连接于cpu处理器，指令发送单元连接于驱动旋转盘2，cpu处理器通过指令发送单元连接于拍照触发装置，工业相机镜头经由拍照触发装置进行控制，可以对焦汽车外壳的表面，并进行拍照。
11.本发明还具有以下附加技术特征：
12.作为本发明技术方案进一步具体优化的：工业相机镜头用于采集图像，图像包括
有静态图像和动态图像；驱动旋转盘2驱动立臂3转动，可以实现工业相机镜头对汽车外壳不同的位置或形状进行图像采集；或者经由操控器5设定拍摄间隔时间，拍照触发装置控制工业相机镜头自动进行图像采集。
13.作为本发明技术方案进一步具体优化的：工业相机镜头通过iic集成电路总线连接于图像发送单元，图像发送单元通过iic集成电路总线或无线传输方式连接于图像获取单元；图像获取单元通过mipi数据线连接于图像分析处理单元。
14.作为本发明技术方案进一步具体优化的：图像发送单元接收工业相机镜头采集的图像，进行初检，初检的内容包括图像的位置、大小、颜色是否正常、光线是否正常、噪点是否过多；初检合格后的图像进行压缩，通过通过iic集成电路总线或无线传输方式，将压缩后的图像发送至图像获取单元；
15.作为本发明技术方案进一步具体优化的：图像获取单元接收图像发送单元发送压缩后的图像，进行解压缩处理，得到解压缩后的图像，进行次检，次检的内容包括解压缩后的图像是否存在失真不协调的现象；次检合格后的图像通过mipi数据线发送至图像分析处理单元。
16.作为本发明技术方案进一步具体优化的：图像分析处理单元对次检合格后的图像进行分析处理，分析处理包括有自动对焦处理、自动曝光处理、自动白平衡处理、自动坏点修补处理、自动锐利度平衡处理，通过分析处理将图像进行光线补偿、灰度变换、直方图均衡化、几何校正、以及锐化，得到分析处理图片；然后对初步分析处理图片的清晰度进行校验，若合格，将合格的分析处理图片发送至合成图像生成单元。
17.作为本发明技术方案进一步具体优化的：合成图像生成单元按照预先设定的要求将分析处理图片进行归类，预先设定的要求包括有图像拍摄位置、图像拍摄时间、图像拍摄大小；归类后的图片进行合成，合成包括有将同一图像拍摄位置的图片合成到一张图片上、将同一图像拍摄时间的图片合成到一张图片上、按照图像拍摄大小将片合成到一张图片上，得到合成图片后，将合成图片发送至显示图像管理单元。
18.作为本发明技术方案进一步具体优化的：显示图像管理单元将合成图片进行模数转换处理，并将信号发送至显示器进行显示。
19.作为本发明技术方案进一步具体优化的：工作人员通过显示器查看工业相机镜头对汽车外壳的表面进行拍照的图片，根据图片判断喷涂机器人对汽车外壳的表面涂料喷涂的情况；若需要继续喷涂时，通过操控器下达操控指令，指令接收单元接收指令，并将指令发送至cpu处理器，cpu处理器将指令发送至指令发送单元，指令发送单元将指令发送至驱动旋转盘2，通过驱动旋转盘2控制立臂3向左或向右转动，进而控制雾化臂8的喷孔9喷涂位置，直至汽车外壳的表面涂料喷涂合格。
20.本发明和现有技术相比，其优点在于：
21.本发明可以通过图像处理系统对喷漆时进行实时视频监控和细节拍照查看，工作人员只需在操控室中进行远程操控即可，喷涂机器人可按照工作人员的指令进行位置移动或喷涂作业，避免工作人员直接进行喷涂作业，保障了工作人员的身体健康，还提高了喷涂作业的高效性。
22.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明的喷涂机器人结构示意图；
25.图2为本发明的图像处理系统示意图。
26.附图标记说明：底座1；驱动旋转盘2；立臂3；横臂4；操控箱5；泵箱6；管道7；雾化臂8；喷孔9；悬臂10。
具体实施方式
27.下面将参照附图更详细地描述本发明公开的示例性实施例，这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。虽然附图中显示了本发明公开的示例性实施例，然而应当理解，本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。
28.一种基于图像处理的汽车工业机器人，汽车工业机器人包括有喷涂机器人和图像处理系统；喷涂机器人和图像处理系统相互协成工作。
29.相互协成工作的原理为：工作人员通过显示器查看工业相机镜头对汽车外壳的表面进行拍照的图片，根据图片判断喷涂机器人对汽车外壳的表面涂料喷涂的情况；若需要继续喷涂时，通过操控器下达操控指令，指令接收单元接收指令，并将指令发送至cpu处理器，cpu处理器将指令发送至指令发送单元，指令发送单元将指令发送至驱动旋转盘2，通过驱动旋转盘2控制立臂3向左或向右转动，进而控制雾化臂8的喷孔9喷涂位置，直至汽车外壳的表面涂料喷涂合格。
30.如图1所示，喷涂机器人包括有通过螺栓安装于地面的底座1，底座1的顶部安装有驱动旋转盘2，驱动旋转盘2的顶部安装有立臂3，立臂3可以通过驱动旋转盘2在底座1的顶部向左或向右转动；立臂3的顶部安装有横臂4；底座1上部安装有操控箱5和泵箱6，泵箱6经由管道7连接于雾化臂8，雾化臂8的末端连接于喷孔9。
31.驱动旋转盘2中设置有齿轮传动机构，底座1固定于地面，驱动旋转盘2转动时驱动立臂3转动，立臂3转动带动横臂4转动，横臂4转动带动喷孔9在水平方向转动，同时，喷孔9自身可以进行非水平方向转动。
32.管道7为涂料管道，其中装有配好的涂料，涂料经由管道7进入雾化臂8，雾化臂8将涂料加压进行雾化，再通过喷孔9喷出到汽车外壳的表面。
33.如图2所示，图像处理系统的主要功能是对汽车外壳的表面进行图像采集，进行初检，初检合格后的图像进行压缩，发送至图像获取单元；进行解压缩处理，次检，发送至图像分析处理单元。分析处理；清晰度进行校验，发送至合成图像生成单元。分析处理图片进行归类，合成到一张图片上，发送至显示图像管理单元。将合成图片进行模数转换处理，并将信号发送至显示器进行显示。
34.其中：图像处理系统包括有cpu处理器，cpu处理器分别连接于图像分析处理单元、合成图像生成单元、以及显示图像管理单元；工业相机镜头通过悬臂10安装于横臂4的底
部；工业相机镜头通过图像发送单元连接于图像获取单元，图像获取单元依次连接于图像分析处理单元、合成图像生成单元、以及显示图像管理单元，合成图像生成单元连接于存储单元；显示图像管理单元连接于显示器；操控器通过操控箱、指令接收单元连接于cpu处理器，指令发送单元连接于驱动旋转盘2，cpu处理器通过指令发送单元连接于拍照触发装置，工业相机镜头经由拍照触发装置进行控制，可以对焦汽车外壳的表面，并进行拍照。
35.其中：工业相机镜头用于采集图像，图像包括有静态图像和动态图像；驱动旋转盘2驱动立臂3转动，可以实现工业相机镜头对汽车外壳不同的位置或形状进行图像采集；或者经由操控器5设定拍摄间隔时间，拍照触发装置控制工业相机镜头自动进行图像采集。
36.其中：工业相机镜头通过iic集成电路总线连接于图像发送单元，图像发送单元通过iic集成电路总线或无线传输方式连接于图像获取单元；图像获取单元通过mipi数据线连接于图像分析处理单元。
37.其中：图像发送单元接收工业相机镜头采集的图像，进行初检，初检的内容包括图像的位置、大小、颜色是否正常、光线是否正常、噪点是否过多；初检合格后的图像进行压缩，通过通过iic集成电路总线或无线传输方式，将压缩后的图像发送至图像获取单元；
38.其中：图像获取单元接收图像发送单元发送压缩后的图像，进行解压缩处理，得到解压缩后的图像，进行次检，次检的内容包括解压缩后的图像是否存在失真不协调的现象；次检合格后的图像通过mipi数据线发送至图像分析处理单元。
39.其中：图像分析处理单元对次检合格后的图像进行分析处理，分析处理包括有自动对焦处理、自动曝光处理、自动白平衡处理、自动坏点修补处理、自动锐利度平衡处理，通过分析处理将图像进行光线补偿、灰度变换、直方图均衡化、几何校正、以及锐化，得到分析处理图片；然后对初步分析处理图片的清晰度进行校验，若合格，将合格的分析处理图片发送至合成图像生成单元。
40.其中：合成图像生成单元按照预先设定的要求将分析处理图片进行归类，预先设定的要求包括有图像拍摄位置、图像拍摄时间、图像拍摄大小；归类后的图片进行合成，合成包括有将同一图像拍摄位置的图片合成到一张图片上、将同一图像拍摄时间的图片合成到一张图片上、按照图像拍摄大小将片合成到一张图片上，得到合成图片后，将合成图片发送至显示图像管理单元。
41.其中：显示图像管理单元将合成图片进行模数转换处理，并将信号发送至显示器进行显示。
42.本发明可以通过图像处理系统对喷漆时进行实时视频监控和细节拍照查看，工作人员只需在操控室中进行远程操控即可，喷涂机器人可按照工作人员的指令进行位置移动或喷涂作业，避免工作人员直接进行喷涂作业，保障了工作人员的身体健康，还提高了喷涂作业的高效性。
43.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面结合本发明实施例中
的附图，对本发明实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
45.因此，以上对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。