(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210880766.8 (22)申请日 2022.07.26 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114943751 A (43)申请公布日 2022.08.26 (73)专利权人 北京科技大 学 地址 100083 北京市海淀区学院路3 0号 (72)发明人 王健全　付美霞　卢一凡　孙雷　 王曲　王振乾　吴健生　 (74)专利代理 机构 北京市广友专利事务所有限 责任公司 1 1237 专利代理师 张仲波 (51)Int.Cl. G06T 7/246(2017.01) G06T 7/73(2017.01)G06V 10/75(2022.01) G06V 20/40(2022.01) B07C 5/36(2006.01) (56)对比文件 CN 109911549 A,2019.0 6.21 CN 106934813 A,2017.07.07 CN 109151439 A,2019.01.04 CN 106097388 A,2016.1 1.09 US 20142 25886 A1,2014.08.14 肖仁等.基 于机器视觉的自动分拣系统设计 研究综述. 《智慧工厂》 .2017,(第09期), 审查员 姚子琪 (54)发明名称 云化PLC环境下基于方向矢量的物料跟踪定 位方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种云化PLC环境下基于方向 矢量的物料跟踪定位方法及系统， 涉及工业网络 控制技术领域。 包括： 传送模块将待分拣的物料 传送至视觉模块的检测区； 视觉模块对检测区内 的物料进行处理得到物料中物料点的信息， 将物 料点的信息传送 至云化PLC控制模块； 云化PLC控 制模块接收物料点的信息， 并向执行模块下达动 作指令； 传 送模块将经过视觉模块处理的物料传 送至执行模块的工作区； 执行模块根据动作指令 对工作区内的物料进行分拣， 完成分拣任务。 本 发明能够减少因图像处理时间和执行机构动作 时间不一致造成的物料信息重复上报现象， 减少 了因此导致的执行器误捡、 空捡现象， 达到了提 高系统运行效率、 减少资源耗费、 保护系统部件 安全的作用。 权利要求书3页 说明书14页 附图4页 CN 114943751 B 2022.11.08 CN 114943751 B 1.一种云化PLC环境下基于方向矢量的物料跟踪定位方法， 其特征在于， 所述方法由云 化PLC环境下基于方向矢量的物料跟踪定位系统实现， 所述系统包括传送模块、 视觉模块、 云化PLC控制模块以及执 行模块， 所述方法包括： S1、 所述传送模块将待分拣的物料传送至 视觉模块的检测区； S2、 所述视觉模块对检测区内的物料进行处理， 得到物料中物料点的信息， 并将所述物 料点的信息传送至所述云化PLC控制模块； S3、 所述云化PLC控制模块接收所述物料点的信息， 并向所述执 行模块下达动作指令； S4、 所述传送模块将经 过所述视觉模块处 理的物料传送至执 行模块的工作区； S5、 所述执行模块接收所述动作指令， 并根据所述动作指令对工作区内的物料进行分 拣， 完成分拣任务； 所述S2中的视 觉模块包括图像信息采集装置和信息处 理装置； 所述视觉模块对检测区内的物料进行处 理， 得到物料中物料点的信息包括： S21、 所述图像信息采集装置采集所述物料的图像信息； S22、 所述信息处 理装置对所述图像信息进行识别处 理， 得到物料中物料点的信息； 所述S22中的信息处 理装置包括预测坐标库和矢量库； 所述信息处 理装置对所述图像信息进行识别处 理， 得到物料中物料点的信息包括： S221、 所述信息处理装置对当前帧图像进行识别， 得到当前帧图像中的一个或多个物 料点， 并将物料点的信息加入到处 理队列； S222、 判断当前的矢量库是否为空； 若为空， 则执 行S225； 若不为空， 则执 行S223； S223、 对矢量库中的每个方向矢量进行检索， 得到每个方向矢量的检索结果； 其中， 所 述方向矢量的检索结果为所述方向矢量上包含一个或多个处理队列中物料点的方向矢量 或所述方向矢量上不包 含处理队列中物料点的方向矢量； S224、 判断所述每个方向矢量的检索结果； 若所述方向矢量的检索结果为所述方向矢 量上包含一个或多个处理队列中物料点的方向矢量， 则获取沿所述传送模块的运动方向的 所述方向矢量最前方的物料点， 将所述最前方的物料点从所述处理队列中删除， 并执行 S225； 若所述方向矢量的检索结果为所述方向矢量上不包含处理队列中物料点的方向矢 量， 则将所述方向矢量从矢量库中删除， 并执 行S225； S225、 判断当前的预测坐标库是否为空； 若为空， 则执 行S228； 若不为空， 则执 行S226； S226、 对预测坐标库中的每个预测坐标进行检索， 得到每个预测坐标的检索结果； 其 中， 所述预测 坐标的检索结果为预测坐标在处理队列中存在匹配点、 预测坐标在处理队列 中不存在匹配点或物料点与预测坐标不匹配； S227、 判断所述每个预测坐标的检索结果； 若所述预测坐标的检索结果为预测坐标在 处理队列中存在 匹配点， 则将所述预测坐标的当前坐标的信息传送至所述云化PLC控制模 块， 将所述预测坐标从预测坐标库中删除； 计算所述当前坐标的方向矢量， 存 入到矢量库； 若所述预测坐标的检索结果为预测坐标在处理队列中不存在匹配点， 则将所述预测坐 标从预测坐标库中删除； 若所述预测坐标的检索结果 为物料点与预测坐标不匹配， 则执 行S228； S228、 对预测坐标不匹配的物料点进行预测， 得到预测坐标， 并将所述预测坐标更新到 预测坐标库中；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114943751 B 2S229、 对所述当前帧图像的处理结束， 读入下一帧图像， 转去执行S221， 直至所有帧图 像处理结束。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述S223中的对矢量库中的每个方向矢量 进行检索， 得到每 个方向矢量的检索结果包括： 获取处理队列中的每 个物料点； 根据所述物料点的运行 方向 以及矢量库中方向矢量的起 点， 得到新的方向矢量； 根据所述物料点的方向矢量与新的方向矢量的夹角余弦， 判断所述物料点的方向矢量 与新的方向矢量是否共线， 若共线， 则所述方向矢量上包含一个或多个处理队列中物料点 的方向矢量； 若不共线， 则所述方向矢量上不包 含处理队列中物料点的方向矢量。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述S226中的对预测坐标库中的每个预测 坐标进行检索， 得到每 个预测坐标的检索结果包括： 获取处理队列中的每 个物料点； 判断所述每个物料点是否与预测坐标库中的预测坐标匹配； 若匹配， 则判断预测坐标 库中的每个预测坐标在处理队列中是否存在帧图像中识别到的物料点的原坐标 ； 若存在， 则预测坐标在处理队列中存在匹配点； 若不存在， 则预测坐标在处理队列中不存在 匹配点； 若不匹配， 则物料点与预测坐标不匹配。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述预测坐标库包括多个数据单 元； 所述多个数据单元中的每个数据单元的表示方式为 ， 其中 为帧图像中识别到的物料点的原坐标， 为预测到的所述物料点在下一帧 图像中的预测坐标。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述矢量库包括多个方向矢量； 所述多个方向矢量中的每 个方向矢量的构建过程包括： 获取当前帧图像中识别到的物料点的坐标 ； 获取所述物料点在当前帧图像中的预测坐标 ； 判断 是否成立， 其中 为预设误差范围； 若成立， 则获取所述 预测坐标 的帧图像中识别到的物料点的原坐标 ， 根据所述帧图像中识别 到的物料点的原坐标 以及坐标 得到所述物料点的运行方向 ， 将所述坐 标 作为起点 ， 得到方向矢量 ； 若不成立， 则获取 下一对坐标进行判断。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述S2中的物料点的信 息包括物料点的坐 标信息、 物料点的ID信息以及物料点的时间戳信息 。 7.一种云化PLC环境下基于方向矢量的物料跟踪定位系统， 其特征在于， 所述系统包括 传送模块、 视 觉模块、 云化PLC控制模块以及执 行模块， 其中： 所述传送模块， 用于将待分拣的物料传送至视觉模块的检测区； 将经过所述视觉模块 处理的物料传送至执 行模块的工作区； 所述视觉模块， 用于对检测区内的物料进行处理， 得到物料中物料点的信息， 并将所述权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114943751 B 3