發(fā)布時間：2020-12-09 09:11

　　隨著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,越來越多的機(jī)器人參與到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中,當(dāng)前的工業(yè)機(jī)器人通常為示教-再現(xiàn)型,可處理任務(wù)單一,導(dǎo)致實際應(yīng)用十分有限。而近年來由于視覺傳感器的成本降低、更加靈活、信息豐富,被廣泛應(yīng)用在機(jī)器人的感知系統(tǒng)上。為了使機(jī)器人完成多樣的任務(wù),感知外部環(huán)境,本文研究了應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中的工件識別與定位技術(shù),主要工作如下:首先,對基于視覺的工件識別與定位研究背景和意義進(jìn)行介紹,對目標(biāo)的視覺識別方法、目標(biāo)的視覺位姿測量方法的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述,說明了上述研究方向目前存在的主要問題和挑戰(zhàn)。第二,闡述了針孔相機(jī)模型和雙目立體視覺模型,和雙目立體視覺中常用的特征匹配約束;研究了當(dāng)前常用的相機(jī)內(nèi)外參數(shù)標(biāo)定方法和雙目立體視覺系統(tǒng)標(biāo)定方法,并進(jìn)行了標(biāo)定實驗和結(jié)果分析。第三,介紹了模板匹配的工作原理和常見的幾種類型,并進(jìn)行了實驗對比,分析了幾種算法的運算效率和抗干擾性;然后論述了使用基于形狀特征的模板匹配算法用于扁平工件的識別與定位的可行性;研究了基于形狀特征的模板匹配算法,并在運算方法和搜索策略兩方面優(yōu)化,提高算法的運算效率,并進(jìn)行了對照實驗和結(jié)果分析。最后,針對立體工件的識別與測量難點,設(shè)計了... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１示教式協(xié)作機(jī)器人ＵＲ３Ｗ??

位姿的測量，以引導(dǎo)控制器對機(jī)器人進(jìn)行相應(yīng)的控制［９－１１］。在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)??域，通過視覺引導(dǎo)的典型應(yīng)用包括自動焊接、自動噴涂、物體分揀等工作，??如圖１－２所示。??（ａ）汽車生產(chǎn)線上的自動安裝?（ｂ）流水線上的機(jī)器人分揀??圖１－２以視覺引導(dǎo)的工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用??在視覺引導(dǎo)的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中，對物體的識別、定位與跟蹤是重要的??研究問題之一［１２］。機(jī)器視覺系統(tǒng)通過獲得的圖像對物體進(jìn)行正確的分類和??定位，是機(jī)器人進(jìn)行正確控制的前提，但在該研究領(lǐng)域還依然存在著許多未??解決的問題。因此該研究方向無論從理論角度或從工業(yè)機(jī)器人和制造業(yè)的發(fā)??展角度來看，都具有十分重要的價值。??本文依托于山東省自主創(chuàng)新及成果轉(zhuǎn)化專項項目：通用型移動作業(yè)雙臂??機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化（ＮＯ．２０１４ＺＺＣＸ０４３０２），國家科技項目８６３計劃：仿生眼感??２??

（ａ）針孔相機(jī)模型?（ｂ）簡化的針孔相機(jī)模型??圖２－１小孔相機(jī)模型??在圖２－１?（ｂ）中，慫為三維點尸在空間中相對于相機(jī)投影中心的高度，點；？??為三維點尸在圖像平面上的投影，／７，為投影點；７相對于相機(jī)投影中心的高度，元??為物距，／為焦距。根據(jù)相似三角形法則，上述變量應(yīng)遵從下式關(guān)系：??（２．２）??２．?２．?２相機(jī)的相關(guān)坐標(biāo)系??定義相機(jī)的相關(guān)坐標(biāo)系對定量的描述光學(xué)成像來說，是非常有必要的。通常??定義像素坐標(biāo)系、圖像坐標(biāo)系、相機(jī)坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系四個坐標(biāo)系［５１］，根據(jù)簡??化的針孔成像模型，建立所需的四個坐標(biāo)系，如圖２－２所示。??ｎ，?個＾??Ｙｃ?ｉ?Ｚｒ??圖２－２相機(jī)的四個坐標(biāo)系［５１】??像素坐標(biāo)系描述的是成像圖像上的像素點之間的相對位置關(guān)系。成像平面由??ＭｘｉＶ個像素組成

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)及應(yīng)用綜述[J]. 孟明輝,周傳德,陳禮彬,馮淼,苗純正.  上海交通大學(xué)學(xué)報. 2016(S1)
[2]基于視覺的薄鋼板焊接機(jī)器人起始點識別與定位控制[J]. 陳海永,方灶軍,徐德,孫鶴旭.  機(jī)器人. 2013(01)
[3]機(jī)器人技術(shù)的新進(jìn)展[J]. 徐揚生,閻鏡予.  集成技術(shù). 2012(01)
[4]攝影測量中圓形目標(biāo)中心像點計算方法研究[J]. 李占利,劉梅,孫瑜.  儀器儀表學(xué)報. 2011(10)
[5]機(jī)器人視覺伺服研究綜述[J]. 方勇純.  智能系統(tǒng)學(xué)報. 2008(02)
[6]機(jī)器視覺工業(yè)檢測系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 席斌,王振雷,錢鋒.  控制工程. 2006(S1)
[7]機(jī)器人視覺伺服研究進(jìn)展[J]. 王麟琨,徐德,譚民.  機(jī)器人. 2004(03)

博士論文
[1]基于視覺及電弧傳感技術(shù)的機(jī)器人GTAW三維焊縫實時跟蹤控制技術(shù)研究[D]. 許燕玲.上海交通大學(xué) 2013

碩士論文
[1]基于雙目立體視覺的GEO非合作目標(biāo)位姿測量方法研究[D]. 薛強(qiáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012



本文編號：2906648