CN112955003B 有效 工具定位系统和方法、旋转挤奶平台、计算机程序和非易失性数据载体
1.一种用于确定工具在自动挤奶装置中的位置的系统,该系统包括:
相机(130),其配置为从原点位置(PC)记录要确定相应位置的至少四个工具(141、142、143、144)的三维图像数据(Dimg3D),以及
控制单元(120),其配置为:
使相机(130)获得表示至少四个工具的三维图像数据(Dimg3D),
使用涉及将三维图像数据(Dimg3D)与参考数据进行匹配的算法来识别三维图像数据(Dimg3D)中的工具候选(TC1,TC2,TC3,TC4),以及
基于原点位置和表示从原点位置到识别的每个工具候选(TC1,TC2,TC3,TC4)的相应距离(d1(x1,y1,z1))的数据来为至少四个工具(141、142、143、144)计算相应位置(PT1,PT2,PT3,PT4),
其特征在于,
所述至少四个工具(141、142、143、144)根据相对彼此的空间均匀分布来布置,并且所述控制单元(120)还配置为忽略在这样的位置处被检测到的任何工具候选:用于工具候选的位置偏离空间均匀分布,
其中,如果在控制单元(120)中获得了三维图像数据(Dimg3D)之后的处理时间,已经识别少于预定数量的工具候选,则控制单元(120)配置为:将相机(130)重新定位到新原点位置,至少四个工具(141、142、143、144)从该新原点位置在相机(130)中可见;使相机(130)获得代表所述至少四个工具的更新的三维图像数据(Dimg3D),该更新的三维图像数据(Dimg3D)已从新原点位置记录;基于新原点位置和表示从新原点位置到每个识别的工具候选(TC1,TC2,TC3,TC4)的相应距离的数据来计算至少四个工具(141、142、143、144)的相应位置(PT1,PT2,PT3,PT4),
其中,所述控制单元(120)配置为将至少四个工具(141、142、143和144)的相应位置存储在存储单元(160)中,可通过结合拾取用于附接到动物的至少四个工具(141、142、143和144)中的至少一个的工具拾取系统从所述存储单元(160)检索存储的相应位置。
其中,所述至少四个工具(141、142、143、144)被放置在工具支架(150)中,所述系统包括布置在机械臂(110)上的抓握装置(115),并且在将所述相应位置存储在所述存储单元(160)中之后,所述控制单元(120)还配置为:
从存储单元(160)检索存储的相应位置,并且
控制机械臂(110)和抓握装置(115),以从工具支架(150)拾取至少四个工具(141、142、143和144)中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述控制单元(120)配置为对所述三维图像数据(Dimg3D)应用线性回归分类算法,以确定至少四个工具(141、142、143、144)的空间均匀分布。
3.根据权利要求1或2所述的系统,其中,所述至少两个工具包括以预定义模式相对彼此布置的四个工具(141、142、143、144),并且所述控制单元(120)配置为使用关于预定义模式的信息来确认和/或忽略至少一个工具候选(TC1,TC2,TC3,TC4)。
4.根据权利要求1或2所述的系统,其中,所述至少四个工具(141、142、143、144)沿着线(L)布置,并且所述控制单元(120)配置为:在用于所述工具的一组工具候选中,忽略在距将至少两个其他工具候选互连的估计线(Le)的超过第二阈值距离(dth2)的离群距离(do)处检测到的任何工具候选。
5.根据权利要求4所述的系统,其中,所述四个工具(141、142、143,144)布置成在所述线(L)中的所述工具的每个相邻工具之间具有相等距离(Δd),并且所述控制单元(120)配置为忽略在这样的位置处检测到的工具候选:所述工具候选导致第一间距离(Δd1)和第二间距离(Δd2)之间的差超过第三阈值距离,其中第一间距离(Δd1)是包括所述工具候选和第一工具候选的主对相邻工具候选之间的空隙,并且第二间距离是包括所述工具候选和第二工具候选的副对相邻工具候选之间的空隙。
6.根据权利要求1或2所述的系统,其中,所述至少四个工具(141、142、143、144)中的每个的相应位置(PT1,PT2,PT3,PT4)表示为在三维图像数据(Dimg3D)中描绘的物体上的特定点的空间坐标。
7.根据权利要求1所述的系统,其中,所述相机(130)布置在所述机械臂(110)上。
8.一种具有多个挤奶摊位(520i)的旋转挤奶平台(500),每个挤奶摊位包括至少四个工具(141、142、143、144),并且该旋转挤奶平台(500)包括根据前述权利要求中任一项所述的系统,该系统布置为计算至少四个工具(141、142、143、144)在每个所述挤奶摊位(520i)中的相应位置(PT1,PT2,PT3,PT4)。
9.一种用于确定工具在自动挤奶装置中的位置的方法,该方法包括:
经由在原点位置(PC)处的相机(130)记录表示要确定位置的至少四个工具(141、142、143、144)的三维图像数据(Dimg3D),
使用涉及将图像数据(Dimg3D)与参考数据进行匹配的算法,在三维图像数据(Dimg3D)中识别工具候选(TC1,TC2,TC3,TC4),以及
基于原点位置和表示从原点位置到识别的每个工具候选(TC1,TC2,TC3,TC4)的相应距离(d1(x1,y1,z1))的数据来为至少四个工具(141、142、143、144)计算相应位置(PT1,PT2,PT3,PT4),其特征在于,
所述至少四个工具(141、142、143、144)根据相对彼此的空间均匀分布来布置,并且所述方法包括:
忽略在这样的位置处被检测到的任何工具候选:用于工具候选的位置偏离空间均匀分布,
其中,如果在获得了三维图像数据(Dimg3D)之后的处理时间,已经识别少于预定数量的工具候选,则所述方法包括:
将相机(130)重新定位到新原点位置,至少四个工具(141、142、143、144)从该新原点位置在相机(130)中可见,
使相机(130)获得代表所述至少四个工具的更新的三维图像数据(Dimg3D),该更新的三维图像数据(Dimg3D)已从新原点位置记录,以及
基于新原点位置和表示从新原点位置到每个识别的工具候选(TC1,TC2,TC3,TC4)的相应距离的数据来计算至少四个工具(141、142、143、144)的相应位置(PT1,PT2,PT3,PT4),
将至少四个工具(141、142、143和144)的相应位置存储在存储单元(160)中,可通过结合拾取用于附接到动物的至少四个工具(141、142、143和144)中的至少一个的工具拾取系统从所述存储单元(160)检索存储的相应位置,
其中,所述至少四个工具(141、142、143、144)被放置在工具支架(150)中,所述工具拾取系统包括布置在机械臂(110)上的抓握装置(115),并且在将所述相应位置存储在所述存储单元(160)中之后,所述方法还包括:
从存储单元(160)检索存储的相应位置,并且
控制机械臂(110)和抓握装置(115),以从工具支架(150)拾取至少四个工具(141、142、143和144)中的至少一个。
10.根据权利要求9所述的方法,包括:
对所述三维图像数据(Dimg3D)应用线性回归分类算法,以确定至少四个工具(141、142、143、144)的空间均匀分布。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,所述至少四个工具(141、142、143、144)以预定义模式相对彼此布置,并且所述方法包括:
使用关于预定义模式的信息来确认和/或忽略至少一个工具候选(TC1,TC2,TC3,TC4)。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法,其中,所述至少四个工具(141、142、143、144)沿着线(L)布置,并且所述方法包括:
在用于所述工具的一组工具候选中,忽略在距将至少两个其他工具候选互连的估计线(Le)的超过第二阈值距离(dth2)的离群距离(do)处检测到的任何工具候选。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述四个工具(141、142、143、144)布置成在所述线(L)中的所述工具的每个相邻工具之间具有相等距离(Δd),并且所述方法包括:
忽略在这样的位置处检测到的工具候选:所述工具候选导致第一间距离(Δd1)和第二间距离(Δd2)之间的差超过第三阈值距离,其中第一间距离(Δd1)是包括所述工具候选和第一工具候选的主对相邻工具候选之间的空隙,并且第二间距离是包括所述工具候选和第二工具候选的副对相邻工具候选之间的空隙。
14.根据权利要求9至11中任一项所述的方法,其中,所述至少四个工具(141、142、143、144)中的每个的相应位置(PT1,PT2,PT3,PT4)表示为在三维图像数据(Dimg3D)中描绘的物体上的特定点的空间坐标。
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