视觉系统的跟踪方法、机器视觉系统、操作设备及介质与流程

本发明涉及视觉跟踪，尤其涉及一种机器视觉系统的跟踪方法、一种机器视觉系统、一种计算机可读存储介质和一种操作设备。

背景技术：

1、现有的视觉跟踪方案，往往只适用于静态场景，或扰动因素少的动态场景，跟踪效率较低，无法满足产线快节拍的动态跟踪需求。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种机器视觉系统的跟踪方法，根据待操作物体的图像信息和操作机构的初始位姿信息确定初始位姿误差；根据初始位姿误差、操作机构的初始位姿信息、目标位姿误差、传送机构的设定速度和执行机构的运行参数确定运行规划曲线；根据运行规划曲线控制执行机构按照运动，以使操作机构与待操作物体之间的位姿误差小于目标位姿误差。如此，在操作机构对待操作物体进行操作之前，先对执行机构的运行曲线进行规划，以实现传送机构不停止的情况下对待操作物体进行操作，避免了传送带的频繁启停，提高了跟踪效率，优化了视觉引导动态跟踪的效率。

2、本发明的第二个目的在于提出一种机器视觉系统。

3、本发明的第三个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

4、本发明的第四个目的在于提出一种操作设备。

5、为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种机器视觉系统的跟踪方法，系统包括执行机构、拍摄机构、传送机构和操作机构，拍摄机构和操作机构可拆卸的安装在执行机构上，拍摄机构被配置为采集图像信息，传送机构被配置为传送待操作物体，方法包括：根据待操作物体的图像信息和操作机构的初始位姿信息确定初始位姿误差；根据初始位姿误差、操作机构的初始位姿信息、目标位姿误差、传送机构的设定速度和执行机构的运行参数确定运行规划曲线；根据运行规划曲线控制执行机构按照运动，以使操作机构与待操作物体之间的位姿误差小于目标位姿误差。

6、根据本发明的一个实施例，执行机构的运行参数包括最大允许运行速度和最大允许加速度，根据初始位姿误差、操作机构的初始位姿信息、目标位姿误差、传送机构的设定速度和执行机构的运行参数确定运行规划曲线，包括：基于三角形速度曲线以及对应的约束条件确定第一时间和第二时间；在第一时间和第二时间为有效值时，确定运行规划曲线为三角形速度曲线；在第一时间和第二时间为无效值时，基于梯形速度曲线及对应的约束条件确定第三时间、第四时间和第五时间；在第三时间、第四时间和第五时间为有效值时，确定运行规划曲线为梯形速度曲线；其中，三角形速度曲线和梯形速度曲线基于最大允许运行速度、最大允许加速度、设定速度和操作机构的初始位姿信息确定。

7、根据本发明的一个实施例，第一时间为执行机构的运行速度由零加速至最大允许运行速度时对应的时间，第二时间为执行机构的运行速度由最大允许运行速度减速至设定速度时对应的时间。

8、根据本发明的一个实施例，三角形曲线的约束条件为：

9、

10、

11、其中，v(t)表示三角形曲线速度约束，s(t)表示三角形曲线位移约束，v0表示设定速度，s0表示操作机构的初始位姿信息，t2表示第二时间，errinit表示初始位姿误差，errt表示目标位姿误差。

12、根据本发明的一个实施例，第三时间为执行机构的运行速度由零加速至最大允许运行速度时对应的时间，第四时间为执行机构以最大允许速度运行持续运行预设时间对应的时间，第五时间为执行机构的运行速度由最大允许运行速度减速至设定速度时对应的时间。

13、根据本发明的一个实施例，梯形曲线的约束条件为：

14、

15、

16、其中，v′(t)表示梯形曲线速度约束，s′(t)表示梯形曲线位移约束，v0表示设定速度，s0表示操作机构的初始位姿信息，t5表示第五时间，errinit表示初始位姿误差，errt表示目标位姿误差。

17、根据本发明的一个实施例，上述的机器视觉系统的跟踪方法还包括：在第一时间小于第二时间，且第一时间大于零的情况下，确定第一时间和第二时间为有效值；在第三时间小于第四时间，且第四时间小于第五时间，且第三时间大于零的情况下，确定第三时间、第四时间和第五时间为有效值。

18、根据本发明的一个实施例，上述的机器视觉系统的跟踪方法还包括：在操作机构与待操作物体之间的位姿误差小于目标位姿误差之后，调整比例控制算法的比例系数对执行机构的运行速度进行控制；在比例控制算法的比例系数增大至目标比例系数的情况下，采用pid控制算法对执行机构的运行速度进行控制，以使操作机构与操作物体同步。

19、根据本发明的一个实施例，根据待操作物体的图像信息和操作机构的初始位姿信息确定初始位姿误差，包括：根据待操作物体的图像信息确定待操作物体的位姿信息；根据待操作物体的位姿信息和操作机构的初始位姿信息确定初始位姿误差。

20、为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种机器视觉系统，包括执行机构、拍摄机构、传送机构、操作机构和控制器，拍摄机构和操作机构可拆卸的安装在执行机构上，拍摄机构被配置为采集图像信息，传送机构被配置为传送待操作物体，其中，拍摄机构，用于获取待操作物体的图像信息；控制器，用于根据待操作物体的图像信息和操作机构的初始位姿信息确定初始位姿误差，并根据初始位姿误差、操作机构的初始位姿信息、目标位姿误差、传送机构的设定速度和执行机构的运行参数确定运行规划曲线，以及根据运行规划曲线控制执行机构按照运动，以使操作机构与待操作物体之间的位姿误差小于目标位姿误差。

21、为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有机器视觉系统的跟踪程序，该机器视觉系统的跟踪程序被处理器执行时实现前述的机器视觉系统的跟踪方法。

22、为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种操作设备，包括前述的机器视觉系统。

23、根据本发明实施例的机器视觉系统的跟踪方法，根据待操作物体的图像信息和操作机构的初始位姿信息确定初始位姿误差；根据初始位姿误差、操作机构的初始位姿信息、目标位姿误差、传送机构的设定速度和执行机构的运行参数确定运行规划曲线；根据运行规划曲线控制执行机构按照运动，以使操作机构与待操作物体之间的位姿误差小于目标位姿误差。如此，在操作机构对待操作物体进行操作之前，先对执行机构的运行曲线进行规划，以实现传送机构不停止的情况下对待操作物体进行操作，避免了传送带的频繁启停，提高了跟踪效率，优化了视觉引导动态跟踪的效率。

技术特征：

1.一种机器视觉系统的跟踪方法，其特征在于，所述系统包括执行机构、拍摄机构、传送机构和操作机构，所述拍摄机构和所述操作机构可拆卸的安装在所述执行机构上，所述拍摄机构被配置为采集图像信息，所述传送机构被配置为传送待操作物体，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的跟踪方法，其特征在于，所述执行机构的运行参数包括最大允许运行速度和最大允许加速度，根据所述初始位姿误差、所述操作机构的初始位姿信息、目标位姿误差、所述传送机构的设定速度和所述执行机构的运行参数确定运行规划曲线，包括：

3.根据权利要求2所述的跟踪方法，其特征在于，所述第一时间为所述执行机构的运行速度由零加速至所述最大允许运行速度时对应的时间，所述第二时间为执行机构的运行速度由所述最大允许运行速度减速至所述设定速度时对应的时间。

4.根据权利要求3所述的跟踪方法，其特征在于，所述三角形曲线的约束条件为：

5.根据权利要求2所述的跟踪方法，其特征在于，所述第三时间为所述执行机构的运行速度由零加速至所述最大允许运行速度时对应的时间，所述第四时间为所述执行机构以所述最大允许速度运行持续运行预设时间对应的时间，所述第五时间为所述执行机构的运行速度由所述最大允许运行速度减速至所述设定速度时对应的时间。

6.根据权利要求5所述的跟踪方法，其特征在于，所述梯形曲线的约束条件为：

7.根据权利要求2所述的跟踪方法，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求1-7中任一项所述的跟踪方法，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求1-7中任一项所述的跟踪方法，其特征在于，根据所述待操作物体的图像信息和所述操作机构的初始位姿信息确定初始位姿误差，包括：

10.一种机器视觉系统，其特征在于，包括执行机构、拍摄机构、传送机构、操作机构和控制器，所述拍摄机构和所述操作机构可拆卸的安装在所述执行机构上，所述拍摄机构被配置为采集图像信息，所述传送机构被配置为传送待操作物体，其中，

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有机器视觉系统的跟踪程序，该机器视觉系统的跟踪程序被处理器执行时实现根据权利要求1-9中任一项所述的机器视觉系统的跟踪方法。

12.一种操作设备，其特征在于，包括如权利要求10所述的机器视觉系统。

技术总结本发明公开了一种视觉系统的跟踪方法、机器视觉系统、操作设备及介质。其中，方法包括：根据待操作物体的图像信息和操作机构的初始位姿信息确定初始位姿误差；根据初始位姿误差、操作机构的初始位姿信息、目标位姿误差、传送机构的设定速度和执行机构的运行参数确定运行规划曲线；根据运行规划曲线控制执行机构按照运动，以使操作机构与待操作物体之间的位姿误差小于目标位姿误差。如此，在操作机构对待操作物体进行操作之前，先对执行机构的运行曲线进行规划，以实现传送机构不停止的情况下对待操作物体进行操作，避免了传送带的频繁启停，提高了跟踪效率，优化了视觉引导动态跟踪的效率。技术研发人员：陈丹受保护的技术使用者：广东美的智能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20