基于視覺伺服的機器人自主作業(yè)研究.pdf

1、機器人視覺是機器人領域的一個重要研究方向。本文結合國家“863”計劃機器人技術主題項目“MEMS微裝配機器人”和“宜人化雙臂操作型服務機器人”，針對基于視覺伺服的機器人自主作業(yè)中視覺測量、定位等問題開展研究工作。 論文在綜述了MEMS微裝配機器人、服務機器人以及機器人視覺控制的基礎上，給出了本文的研究背景和主要研究內容。 為實現(xiàn)MEMS微裝配機器人的自動調焦跟蹤，本文提出了基于小波包變換的圖像清晰度判定，建立了基于小波包

2、分解信號能量的圖像特征向量，設計了線性圖像清晰度分類器，采用Fisher準則確定分類器的權向量和分界點閾值。 為實現(xiàn)微型行星齒輪減速器裝配的需要，本文建立基于梯度能量的清晰度快速、高效評判函數(shù)，恢復齒輪圖像深度信息；制定了基于圖像深度信息的簡單有效的微齒輪夾持裝配策略；采用基于HSV模型和R-B模型的圖像顏色分割法，從復雜背景的微齒輪顯微圖像中分割出微齒輪輪廓圖像，并提取齒輪外輪廓特征點。 針對宜人機器人操作閥門問題，本

3、文設計了基于Eye-to-Hand/Eye-in-Hand宜人機器人視覺控制系統(tǒng)，將整個操作過程分成三個階段：導航、精確測量和視覺伺服抓取。每個階段采用不同的策略，通過雙目立體視覺測量目標閥門的位置，完成機器人的視覺導航；在精確測量階段，提出了基于矩陣約束的視覺定位和測量算法，利用目標的已知約束條件，計算目標相對于攝像機的位置、姿態(tài)，該算法充分利用已知目標的約束信息，提高了測量的精度。在視覺伺服抓取階段，提出了基于圖像特征點的視覺伺服控