【摘 要】
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随着自动化药房的发展,自动化设备在药房中的应用越来越广泛。目前大多数自动化发药系统是针对包装规则的盒装药品进行研究的,对中药小包装的抓取仍然需要人工完成,极大的影响了中药药房的工作效率。通过对中药药房自动分拣进行需求分析,设计了一种基于双目立体视觉的中药小包装自动分拣系统。本文主要研究内容如下:（1）针对中药小包装识别和抓取进行需求分析,完成系统总体设计方案。搭建双目视觉分拣系统,实现了该系统的主
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随着自动化药房的发展,自动化设备在药房中的应用越来越广泛。目前大多数自动化发药系统是针对包装规则的盒装药品进行研究的,对中药小包装的抓取仍然需要人工完成,极大的影响了中药药房的工作效率。通过对中药药房自动分拣进行需求分析,设计了一种基于双目立体视觉的中药小包装自动分拣系统。本文主要研究内容如下:（1）针对中药小包装识别和抓取进行需求分析,完成系统总体设计方案。搭建双目视觉分拣系统,实现了该系统的主要硬件选型,完成了上位机系统与PLC之间的通信连接。（2）使用YOLO-V4模型对中药小包装进行识别,制作中药小包装数据集,并对数据集进行了增广。采用K-means++算法对中药小包装数据集Anchor box进行重新聚类,修改网络参数,进一步提高了对中药小包装中心点识别准确率。使用Focal loss对YOLOV4损失函数进行改进,解决了中药小包装数据集不均衡问题,使得可抓取样本的识别率和位置回归准确率得到了提高。（3）构建了中药小包装分拣视觉系统模型,使用棋盘格标定方法对双目相机进行标定。实验分析了SURF算法和ORB算法,使用实时性较高的ORB算法进行特征点提取。采用快速最近邻FLANN算法对特征点快速匹配,并对匹配到的特征点根据Lowe’s算法和V轴坐标一致性原则进行筛选,解决了误匹配点问题。设计了基于匹配质量排序选取特征点对计算单应性矩阵的方法,解决了RANSAC算法随机抽样问题,有效的缩短了特征匹配时间。（4）基于Pytorch框架和Opencv视觉库,实现中药小包装自动分拣系统软件设计,并完成中药小包装抓取实验。本文设计的双目视觉抓取系统,将中药小包装的中心点匹配误差控制在4个像素之内,可以满足中药药房对小包装药品抓取的需求。本文设计的中药小包装自动分拣系统,完成对中药小包装自动识别和抓取工作,基本实现了对中药小包装的自动分拣,替代人工进行药品的发放,能够有效地提高了药房工作效率。
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