基于單目視覺(jué)的堆疊箱體工件空間位姿求解研究.pdf

1、當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人處于快速發(fā)展階段，利用機(jī)器視覺(jué)進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別定位與位姿測(cè)量成為重要的研究熱點(diǎn)。工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)器人常常需要完成的一項(xiàng)操作是對(duì)工件的抓取，獲取工件的空間位姿是執(zhí)行抓取操作的前提，對(duì)于大部分待加工的箱體工件，工人通常直接將工件堆疊在載物平臺(tái)上，工件與工件的堆疊將造成其圖像的粘連，同時(shí)堆疊也將原本處于平面位姿的測(cè)量問(wèn)題升級(jí)為空間位姿求解的難題。
　　為了解決這類圖像粘連和空間位姿求解難題，本文提出一種基于單目視覺(jué)的堆

2、疊箱體工件空間位姿求解算法。利用空間向量混合求積、P4P問(wèn)題唯一解特性，結(jié)合工件自身幾何約束，建立了特征點(diǎn)空間坐標(biāo)測(cè)量模型;并引入嘗試法確定工件邊長(zhǎng)，分析了工件堆疊引起的誤判問(wèn)題，對(duì)嘗試法進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了特征平面相鄰兩邊與工件尺寸的精確匹配;利用特征點(diǎn)空間坐標(biāo)測(cè)量模型，根據(jù)工件特征點(diǎn)二維平面坐標(biāo)計(jì)算出其在攝相機(jī)坐標(biāo)系下的空間坐標(biāo)，進(jìn)而推導(dǎo)出特征平面的空間位姿，并根據(jù)目標(biāo)平面和特征平面的幾何約束關(guān)系，最終推導(dǎo)出目標(biāo)平面的空間位姿。特征點(diǎn)二

3、維平面坐標(biāo)提取是所有理論推導(dǎo)的起點(diǎn)和關(guān)鍵，文章分析了直接提取工件角點(diǎn)的弊端，提出利用邊緣擬合直線的交點(diǎn)坐標(biāo)作為特征點(diǎn)平面坐標(biāo)。采用Sobel和Canny算子提取了工件未粘連的常規(guī)邊緣，利用支持向量機(jī)（SVM）分割提取了工件的粘連邊緣，通過(guò)邊緣合成得到待求解工件的所有邊緣，利用Hough變換進(jìn)行邊緣直線擬合，最終求解出特征點(diǎn)二維平面坐標(biāo)。
　　實(shí)驗(yàn)部分給出了攝相機(jī)標(biāo)定的具體結(jié)果，并設(shè)計(jì)了空間位姿求解算法的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，在工件處于共面位置