基于機(jī)器視覺(jué)的移動(dòng)目標(biāo)機(jī)器人抓取研究.pdf

1、目標(biāo)抓取是工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線上工作時(shí)要完成的最基本動(dòng)作。目前大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人的工作方式為示教再現(xiàn)方式，這種方法存在示教復(fù)雜，對(duì)工作環(huán)境結(jié)構(gòu)化程度要求高，不能快速適應(yīng)生產(chǎn)線上任務(wù)的變化等諸多缺點(diǎn)。因此本文結(jié)合機(jī)器視覺(jué)技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行改造，利用視覺(jué)系統(tǒng)的反饋信息對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制，改進(jìn)了機(jī)器人的工作方式，能更好的適應(yīng)現(xiàn)代化的生產(chǎn)特征和要求。本文主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　 對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)模型的建立和正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解過(guò)

2、程進(jìn)行分析，推導(dǎo)出了利用末端位姿直接求解關(guān)節(jié)角的公式，為機(jī)器人控制打下了基礎(chǔ)。在對(duì)已有研究進(jìn)行分析之后，搭建了末端開環(huán)目標(biāo)抓取系統(tǒng)，并對(duì)工作原理進(jìn)行了推導(dǎo)。提出了目標(biāo)抓取工作要完成的兩項(xiàng)基本任務(wù):目標(biāo)定位和機(jī)器人控制，為后續(xù)章節(jié)的研究重點(diǎn)理清了脈絡(luò)。針對(duì)本課題要完成任務(wù)的特點(diǎn)和要求，對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)的硬件進(jìn)行了選型。詳細(xì)分析了攝像機(jī)標(biāo)定過(guò)程及成像系統(tǒng)的模型，然后對(duì)目標(biāo)定位過(guò)程中使用到的圖像分割、目標(biāo)分類、圖像匹配、角點(diǎn)檢測(cè)、目標(biāo)定位和跟蹤等圖

3、像處理算法進(jìn)行了比較和實(shí)驗(yàn)，結(jié)果證明Sojka算子具有最佳的角點(diǎn)檢測(cè)效果，單目固定式系統(tǒng)采用可變形模板匹配方法，是求取平面目標(biāo)三維位姿的最優(yōu)方法，利用金字塔搜素算法能夠很好的提高匹配計(jì)算速度。
　　 通過(guò)坐標(biāo)系間位姿轉(zhuǎn)化關(guān)系，求得了機(jī)器人對(duì)目標(biāo)進(jìn)行抓取需要的位姿。根據(jù)任務(wù)特點(diǎn)，在笛卡爾空間對(duì)抓取過(guò)程進(jìn)行了路徑規(guī)劃。以待抓取目標(biāo)的形狀和機(jī)器人手爪結(jié)構(gòu)特征為依據(jù)，對(duì)如何獲取最優(yōu)抓取點(diǎn)進(jìn)行了研究。利用串口通訊方式建立起了計(jì)算機(jī)與XRC