工矿自动化

Industryand

MineAutomation

Vol.

45

No.

9

Sep.2019

第

45

卷第

9

期

2019

年

9

月

文章编号

:

1671

—

251X(2019)09

—

0047

—

07

DOI

：

10.

13272/j.

issn.

1671-251x.

17442

基于机器视觉的多机械臂煤肝石

分拣机器人系统研究

王鹏曹现刚夏晶吴旭东马宏伟

12

(1

.西安科技大学机械工程学院

％

陕西西安

710054

；

2.

陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室

％

陕西西安

710054

)

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摘要

：

现有煤秆石分拣方法主要是根据煤和岩石的纹理特征值

，

利用图像处理和模式识别技术对煤秆石

进行识别分选

，

分选的煤広干石粒度为

25

〜

150

mm,

而对于

150

mm

以上的煤広干石仍依靠人工进行分选

%

为

了对大粒度煤秆石进行分拣

，

设计了

一种基于机器视觉的多机械臂煤秆石分拣机器人系统

％

该系统采用机

器视觉采集煤秆石信息

，

应用深度学习方法实现煤秆石识别和抓取特征提取

；

在获取煤秆石序列信息后

，

根

据煤秆石位置进行排序工作

，

并通过多目标任务分配策略将抓取任务下达给相应机械臂控制器

；

机械臂获取

任务后

，

根据获得的任务对目标进行动态监测

，

当目标进入机械臂工作空间后由视觉伺服系统驱动机械臂完

成煤秆石分拣

%

试验结果表明

，

该系统可对粒度为

50

〜

260

mm

的煤秆石进行高效

、

快速分拣

，

所采用的煤

秆石识别方法和分拣策略在不同带速下具有良好的稳定性和准确性

，

煤秆识别与定位的综合准确率可达

93%

，

验证了该系统的可行性

%

关键词

：

煤秆石分拣机器人

；

大粒度煤秆石

；

机械臂

；

煤秆石抓取特征

；

机器视觉

；

视觉伺服

；

多机械

臂协同控制

中图分类号:

TD67

文献标志码

：

A

Researchon

multi-manipulator

coal

andgangue

sortingrobot

system

based

on

machine

vision

WANG

Peng

12

,

CAO

Xiangang

12

,

XIA

Jing

12

,

WU

Xudong

12

,

MA

Hongwei

12

(1.

College

of

Mechanical

Engineering,

Xian

University

of

Science

and

Technology,

Xian

710054,

China

;

2.

Shaanxi

Key

Laboratory

of

Mine

Electromechanical

Equipment

Intelligent

Monitoring,

Xian

710054,

China)

Abstract

:

Existing

coal

and

gangue

sorting

methods

mainly

use

image

processing

and

pattern

recognitiontechnologytoidentifyandsortcoalandgangueaccordingtotexturecharacteristicvaluesofcoal

androck.Thegrainsizeofcoalandgangueis25-150

mm,whilethecoalandgangueabove150

mmsti

l

relieson

manual

sorting.

In

order

to

sort

coal

and

gangue

with

large

grain

size,

a

multi-manipulatorcoal

andganguesortingrobotsystembasedonmachinevisionwasproposed.Thesystemusesmachinevisionto

co

l

ectcoal

and

gangue

information

and

applies

deep

learning

method

to

realize

coal

and

gangue

identification

and

grab

feature

extraction.

After

obtaining

the

sequence

information

of

coal

and

gangue,

the

sortingworkiscarriedoutaccordingtothepositionofcoalandgangue,andthegraspingtaskisassigned

tothe

corresponding

manipulator

contro

l

er

by

multi-objective

task

assignment

strategy.

After

the

manipulator

obtains

the

t

a

sk,

the

t

a

rge

t

is

dynamically

monitored

according

t

o

the

acquired

t

a

sk.

When

the

收稿日期

#

019-05-21

；

修回日期

#

019-08-20

；

责任编辑

：

张强

。

基金项目

：

陕西省重点研发计划项目

(2018GY-160

)

；

陕西省教育厅服务地方科学研究计划项目

(18JC022

)

。

作者简介

：

王鹏

(1986

-

#

陕西西安人

，

工程师

，

博士研究生

，

研究方向为煤矿设备智能控制及机器人视觉伺服控制

,

E-mail

:

kelan47@

126.

com

。

引用格式

：

王鹏

，

曹现

刚

，

夏晶

，

等

.基于机器视觉的多机械臂煤秆石分拣机器人系统研究工矿自动化

，

2019,45(9)

：

47-53

WANGPeng

%

CAOXiangang

%

XIAJinge,al.Researchonmul,i-manipula,orcoalandganguesoringrobo,sys,embasedonmachine

vision)].

Industry

and

Mine

Automation,

2019,45(9)

: