基于机械手的双工器调试系统
阅读说明：本技术 基于机械手的双工器调试系统 (Duplexer debugging system based on manipulator ) 是由 余五新 张延河 轩亮 洪文雄 沈永康 于 2021-06-02 设计创作，主要内容包括：本申请提供一种基于机械手的双工器调试系统,应用于双工器调试,系统包括：机器视觉系统用于对双工器进行拍照,采集双工器上待调试螺钉的螺钉信息；机械手,机械手包括多轴定位模块和安装于多轴定位模块工作端的扭螺丝模块,多轴定位模块用于获得机械手坐标；处理单元,用于根据螺钉坐标和机械手坐标,获得机械手的活动路径,并根据活动路径移动机械手,扭螺丝模块根据螺钉类型选择相应的螺丝刀旋进待调试螺钉；输出单元,用于控制机械手依次调试双工器上的所有待调试螺钉,直至将双工器的过滤信号的波形调节至目标波形。本申请根据机械手自动定位双工器上的螺钉,并完成双工器的调试,自动化程度高,双工器调试精度高、效率高。(The application provides a duplexer debugging system based on manipulator is applied to the duplexer debugging, and the system includes: the machine vision system is used for photographing the duplexer and acquiring the screw information of a screw to be debugged on the duplexer; the manipulator comprises a multi-axis positioning module and a screw twisting module arranged at the working end of the multi-axis positioning module, and the multi-axis positioning module is used for obtaining the coordinates of the manipulator; the processing unit is used for obtaining a moving path of the manipulator according to the screw coordinate and the manipulator coordinate, moving the manipulator according to the moving path, and selecting a corresponding screwdriver by the screw twisting module according to the screw type to screw in a screw to be debugged; and the output unit is used for controlling the manipulator to sequentially debug all the screws to be debugged on the duplexer until the waveform of the filtering signal of the duplexer is adjusted to a target waveform. This application is according to the screw on the manipulator automatic positioning duplexer to accomplish the debugging of duplexer, degree of automation is high, and duplexer debugging precision is high, efficient.)
技术领域
本申请属于双工器调试技术领域，尤其涉及一种基于机械手的双工器调试系统。
背景技术
双工器是异频双工电台，中继台的主要配件，其作用是将发射和接收讯号相隔离，保证接收和发射都能同时正常工作.它是由两组不同频率的阻带滤波器组成，避免本机发射信号传输到接收机。
在实际双工器生产过程中，由工人调节双工器上的螺钉，以达到生产规定的波形，由于螺钉多而复杂，人工调节费时费力，且人工调试的精度也低。
发明内容
本申请实施例提供一种基于机械手的双工器调试系统，以解决现有的人工调试双工器造成的费时费力调试精度低的问题。
本申请实施例提供一种基于机械手的双工器调试系统，应用于双工器调试，所述系统包括：
机器视觉系统，用于对双工器进行拍照，采集双工器上待调试螺钉的螺钉信息，所述螺钉信息包括螺钉坐标、螺钉类型；
机械手，所述机械手包括多轴定位模块和安装于多轴定位模块工作端的扭螺丝模块，所述多轴定位模块用于获得机械手坐标；
处理单元，所述机器视觉系统与所述机械手分别与所述处理单元连接，所述处理单元用于根据所述螺钉坐标和所述机械手坐标，获得机械手的活动路径，并根据活动路径移动机械手至待调试螺钉位置处，所述扭螺丝模块根据螺钉类型推出相应的螺丝刀旋进所述待调试螺钉；
输出单元，用于控制机械手依次调试双工器上的所有待调试螺钉，直至将所述双工器的过滤信号的波形调节至目标波形。
可选的，机器视觉系统包括：
图像采集单元，用于拍摄双工器表面得到螺钉图像；
图像预处理单元，用于将所述螺钉图像中的形状特征与标准螺钉的形状特征进行匹配，确定螺钉类型，得到螺钉预处理图像；
图像处理单元，用于检测所述螺钉预处理图像中螺钉的圆心坐标，得到螺钉坐标。
可选的，所述图像预处理单元包括：
特征提取子模块，用于提取出所述螺钉图像中的螺钉头部的边缘信息，获得头部特征；
特征匹配子模块，用于将所述头部特征与标准螺钉的头部形状特征进行匹配，确定螺钉类型；
预处理子模块，用于对螺钉头部边缘图形进行膨胀处理和漫水填充，得到螺钉预处理图像。
可选的，图像处理单元通过圆定位算法计算出所述螺钉的圆心坐标。
可选的，所述圆定位算法是通过最小二乘法与霍夫变换分别得到螺钉的圆心坐标值，将两圆心坐标值相加求平均数得到所述螺钉的圆心坐标。
可选的，所述处理单元包括：
标定子单元，用于标定所述图像采集单元与所述机械手的位置关系；
坐标转化子单元，用于控制移动机械手使得所述图像采集单元在双工器的两个对角上分别获取一个参考点，得到参考点坐标，并依据参考点坐标转化圆心坐标和机械手坐标，使得所述圆心坐标和机械手坐标位于同一坐标系，得到机械手的活动路径；
机械手控制单元，用于根据活动路径移动所述扭螺丝模块至待调试螺钉位置处，所述扭螺丝模块根据螺钉类型选择相应的螺丝刀，所述扭螺丝模块推出所述螺丝刀旋进所述待调试螺钉。
可选的，两个参考点分别为以双工器左上角为参考点和双工器右上角为参考点。
可选的，所述扭螺丝模块包括推出组件和电批组件，所述推出组件用于控制所述电批组件动作，所述电批组件用于实现待调试螺钉的旋钮功能。
可选的，所述输出单元包括：
驻波仪，所述驻波仪经发射机接到双工器上，所诉驻波仪用于时刻检测所述双工器的驻波值；
调试子单元，所述调试子单元内设有驻波阈值，所述调试子单元用于控制所述机械手根据所述驻波阈值调试双工器上的待调试螺钉，双工器发射通道的驻波值与双工器接收通道的驻波值对应。
本申请实施例提供的一种基于机械手的双工器调试系统，自动定位双工器上的螺钉，并完成双工器的调试，自动化程度高，精度高、效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对本领域技术人员来说，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。
为了更完整地理解本申请及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。
图1为本申请实施例提供的基于机械手的双工器调试系统的系统图。
图2为本申请实施例提供基于机械手的双工器调试系统中机器视觉系统的系统图。
图3为本申请实施例提供基于机械手的双工器调试系统中图像预处理单元的系统图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供一种基于机械手的双工器调试系统，以解决现有的人工调试双工器造成的费时费力调试精度低的问题。
在详细介绍本申请之前，需要说明的是，本申请所要解决的技术问题是如何利用机械手进行双工器调试，基于该问题，本申请是在现有的各硬件基础和软件基础至上进行的组合创新，不限定各已知器件、单元、模块的具体硬件结构、以及内部的现有一致程序，也即采用现有的具有对应执行功能的硬件器件均使用于本申请。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
在本申请中出现的对步骤进行的命名或者编号，并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤，已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序，只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。
下面，开始介绍本申请提供的基于机械手的双工器调试系统。
参见图1所示，本申请实施例提供一种基于机械手2的双工器调试系统，应用于双工器调试，系统包括：
机器视觉系统1，用于对双工器进行拍照，采集双工器上待调试螺钉的螺钉信息，螺钉信息包括螺钉坐标、螺钉类型；
机械手2，机械手2包括多轴定位模块和安装于多轴定位模块工作端的扭螺丝模块，多轴定位模块用于获得机械手2坐标；
处理单元3，机器视觉系统1与机械手2分别与处理单元3连接，处理单元3用于根据螺钉坐标和机械手2坐标，获得机械手2的活动路径，并根据活动路径移动机械手2至待调试螺钉位置处，扭螺丝模块根据螺钉类型选择相应的螺丝刀，扭螺丝模块推出螺丝刀旋进待调试螺钉；
输出单元4，用于控制机械手2依次调试双工器上的所有待调试螺钉，直至将双工器的过滤信号的波形调节至目标波形。
本申请实施例提供的记忆机械手2的双工器调试系统，利用机器视觉系统1对双工器进行拍照和图形处理获得双工器上的螺钉信息，处理单元3根据螺钉信息移动机械手2旋钮双工器上的螺丝，通过输出单元4控制机械手 2依次旋钮螺钉，完成双工器的调试，调试过程全部由机械手2自动完成，自动化程度高，双工器调试效率和调试精度提高。
在一些实施方式中，参见图2所示，本申请实施例的机器视觉系统1包括：
图像采集单元10，用于拍摄双工器表面得到螺钉图像，本申请实施例中的图像采集单元10为集成于机械手2上的工业相加；
图像预处理单元11，用于将螺钉图像中的形状特征与标准螺钉的形状特征进行匹配，确定螺钉类型，得到螺钉预处理图像；
图像处理单元12，用于检测螺钉预处理图像中螺钉的圆心坐标，得到螺钉坐标。
在一些实施方式中，参见图3所示，本申请实施例中的图像预处理单元包括：
特征提取子模块110，用于提取出螺钉图像中的螺钉头部的边缘信息，获得头部特征；
特征匹配子模块111，用于将头部特征与标准螺钉的头部形状特征进行匹配，确定螺钉类型；
预处理子模块112，用于对螺钉头部边缘图形进行膨胀处理和漫水填充，得到螺钉预处理图像。
图像采集单元10拍摄到螺钉图像后，将螺钉图像上传，图像预处理单元接收螺钉图像，将螺钉图像中的该螺钉的形状特征与标准螺钉的形状特征进行匹配，确定螺钉类型，得到螺钉预处理图像，图像处理单元12接收螺钉预处理图像并检测螺钉预处理图像中该螺钉的圆心坐标，处理单元3根据螺钉的圆心坐标和螺钉类型，确定螺钉进给方向，并控制移动动作，旋钮该螺钉，如此，完成一颗螺钉的识别和调试。
图像预处理单元根据螺钉图像的螺钉头部形状特点，对基于Hu不变矩特征的螺钉图像匹配进行研究，采用一种基于几何形状特征的螺钉图像匹配方法，以图像中特征之间的欧式距离为度量完成对螺钉的识别与分类。本实施例中图像预处理单元包括特征提取子模块110、特征匹配子模块111和预处理子模块112，特征提取子模块110用于提取出螺钉图像中的螺钉头部的边缘信息，获得头部特征，特征匹配子模块111用于将头部特征与标准螺钉的头部形状特征进行匹配，确定螺钉的类型，根据螺钉类型螺丝刀机构更换与之匹配的刀头，预处理子模块112用于对螺钉头部边缘图形进行膨胀处理和漫水填充，得到螺钉预处理图像。
在一些实施方式中，螺钉定位子模块通过圆定位算法计算出螺钉的圆心坐标，提高螺钉的定位精度，同时提高检测效率，减少计算量。
在一些实施方式中，圆定位算法是通过最小二乘法与霍夫变换分别得到螺钉的圆心坐标值，将两圆心坐标值相加求平均数得到螺钉的圆心坐标，采用算法结合的方式获得的螺钉圆心坐标偏移值的离散程度较低，还能够提高定位结果的稳定性。
在一些实施方式中，本申请的处理单元3包括：
标定子单元，用于标定图像采集单元10与机械手2的位置关系；
坐标转化子单元，用于控制移动机械手2使得图像采集单元10在双工器的两个对角上分别获取一个参考点，得到参考点坐标，并依据参考点坐标转化圆心坐标和机械手2坐标，使得圆心坐标和机械手2坐标位于同一坐标系，得到机械手2的活动路径；
机械手2控制单元，用于根据活动路径移动扭螺丝模块至待调试螺钉位置处，扭螺丝模块根据螺钉类型选择相应的螺丝刀，扭螺丝模块推出螺丝刀旋进待调试螺钉。
在一些实施方式中，本申请的两个参考点分别为以双工器左上角为参考点和双工器右上角为参考点。
在一些实施方式中，本申请的扭螺丝模块包括推出组件和电批组件，推出组件用于控制电批组件动作，电批组件用于实现待调试螺钉的旋钮功能。
在一些实施方式中，本申请的输出单元4包括：
驻波仪，驻波仪经发射机接到双工器上，所诉驻波仪用于时刻检测双工器的驻波值；
调试子单元，调试子单元内设有驻波阈值，调试子单元用于控制机械手 2根据驻波阈值调试双工器上的待调试螺钉，双工器发射通道的驻波值与双工器接收通道的驻波值对应。
利用驻波仪调试双工器，将驻波仪串接发射机到双工器的端口上，并接上与使用频率相近的天线，时刻检测双工器的驻波值，若驻波值大于设定的驻波阈值，调整双工器发射通道对应的螺钉旋进距离，驻波值发生变化，双工器的发射电流同步变化，调好双工器发射通道以后，由于接收通道可能会变差，重复上述步骤调整双工器接收通道的驻波值，如此反复调整两个通道，直至双工器的频率与设定频率一致。利用机械手2调节双工器，自动化程度高，效率高，控制精度高。
以上对本申请实施例所提供的一种基于机械手的双工器调试系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。