基于幾何不變量的機(jī)械臂立體視覺檢測(cè)研究.pdf

1、在多自由度并聯(lián)機(jī)器人控制中，相對(duì)于傳統(tǒng)檢測(cè)方法，計(jì)算機(jī)視覺檢測(cè)系統(tǒng)具有非接觸、智能、檢測(cè)速度快等優(yōu)點(diǎn)。但在三維空間，同樣物體在攝像機(jī)的不同視點(diǎn)，其圖像有不同的特征；或者攝像機(jī)靜止，物體經(jīng)過空間運(yùn)動(dòng)后，圖像也會(huì)有不同的特征，因此，空間運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人末端操作器的識(shí)別工作極有挑戰(zhàn)性，因此急需一種對(duì)旋轉(zhuǎn)和平移不敏感的算法來解決這個(gè)問題。
　　 針對(duì)這種視覺識(shí)別需求，本文引入了幾何不變量的概念。通過對(duì)末端操作器目標(biāo)的幾何結(jié)構(gòu)分析，設(shè)計(jì)出適合

2、識(shí)別的空間結(jié)構(gòu)的幾何不變量。在幾何不變量的設(shè)計(jì)過程中，引入了共形幾何代數(shù)框架，使模型能脫離坐標(biāo)系進(jìn)行定義，只需運(yùn)用被識(shí)別對(duì)象之間的幾何關(guān)系進(jìn)行不同的運(yùn)算和變換。本課題正是在這種框架下，運(yùn)用基于幾何不變量識(shí)別算法實(shí)現(xiàn)了多自由度并聯(lián)機(jī)械手臂的末端操作器檢測(cè)識(shí)別。本文的主要工作如下：
　　 1)詳細(xì)分析了三種幾何變換群及其基本不變量，然后在此基礎(chǔ)上說明了三種攝像機(jī)的投影模型和這三種幾何變換群的關(guān)系；
　　 2)針對(duì)研究過程中所

3、嘗試使用的共形幾何代數(shù)進(jìn)行了研究，給出了幾何代數(shù)基本運(yùn)算的幾何解釋，共形幾何代數(shù)的基本定義，以及幾何形體的表示和運(yùn)算；
　　 3)對(duì)幾何不變量的研究背景和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了簡(jiǎn)單的敘述，較詳細(xì)的分析了幾個(gè)空間平面幾何不變量，以及相關(guān)的推導(dǎo)和應(yīng)用方向。
　　 4)對(duì)六自由度并聯(lián)機(jī)械手臂，推導(dǎo)出空間六點(diǎn)幾何約束結(jié)構(gòu)和空間五線幾何約束結(jié)構(gòu)的不變量。運(yùn)用空間五線幾何約束結(jié)構(gòu)，對(duì)機(jī)械臂術(shù)端CAD圖像進(jìn)行多面多視點(diǎn)的不變量提取，并運(yùn)用其不