Delta高速并聯(lián)機(jī)器人視覺控制技術(shù)及視覺標(biāo)定技術(shù)研究.pdf

1、本文密切結(jié)合電子、輕工、食品和醫(yī)藥等領(lǐng)域自動化生產(chǎn)線高速輕載搬運作業(yè)需求,研究基于視覺的機(jī)器人控制技術(shù)、現(xiàn)場快速標(biāo)定技術(shù),以及機(jī)器人-視覺系統(tǒng)與生產(chǎn)線傳送帶的標(biāo)定技術(shù),并以開發(fā)具備視覺引導(dǎo)功能的少自由度高速包裝機(jī)器人為工程背景,將研究成果用于提高Delta機(jī)器人精度和抓取準(zhǔn)確性。全文取得了如下創(chuàng)造性成果:
　　在機(jī)器人視覺控制技術(shù)方面,構(gòu)建了基于位置的Dynamic Look-and-Move結(jié)構(gòu)的視覺控制系統(tǒng)方案,為實現(xiàn)機(jī)器人對

2、傳送帶上散亂物料的快速抓放操作提供了重要保障,并在攝像機(jī)標(biāo)定、目標(biāo)方向定位和多目標(biāo)動態(tài)跟蹤抓取三個方面形成特色:
　　(1)攝像機(jī)標(biāo)定。提出一種基于局部線性法的攝像機(jī)標(biāo)定方法,該方法采用通用標(biāo)定靶,僅需采集一副圖片即可確定攝像機(jī)的測量精度,進(jìn)而簡化了視覺系統(tǒng)標(biāo)定過程。
　　(2)目標(biāo)方向定位。提出一種目標(biāo)邊緣極坐標(biāo)化和等角度離散的匹配方法,解決了目標(biāo)繞z軸旋轉(zhuǎn)角度定位問題,具有定位精度高、計算過程簡單、實用性強(qiáng)的優(yōu)點。

3、>　　(3)動態(tài)目標(biāo)跟蹤抓取。提出“伺服電機(jī)+同步傳送帶”的動態(tài)目標(biāo)跟蹤方法,該方法借助伺服電機(jī)編碼器實現(xiàn)多目標(biāo)不重復(fù)識別和動態(tài)跟蹤,并引入牛頓二分法計算動態(tài)目標(biāo)抓取位置,進(jìn)而實現(xiàn)機(jī)器人對動態(tài)目標(biāo)的高頻率實時抓取。
　　在機(jī)器人運動學(xué)標(biāo)定方面,提出一種基于“單目視覺+激光位移傳感器”的機(jī)器人現(xiàn)場快速標(biāo)定方法,標(biāo)定后機(jī)器人精度得到顯著提高。該方法在機(jī)器人誤差建模、誤差測量和參數(shù)辨識方面形成特色:
　　(1)機(jī)器人誤差建模。構(gòu)造

4、了可將影響末端可補(bǔ)償與不可補(bǔ)償位姿精度幾何誤差源有效分離的誤差模型,并借助誤差靈敏度分析得出邊界誤差最敏感的結(jié)論,在此基礎(chǔ)上揭示出僅需檢測機(jī)器人末端全空間x、y向誤差及部分測點z向誤差即可有效實現(xiàn)幾何誤差參數(shù)的辨識,為誤差測量與參數(shù)辨識提供了理論依據(jù)。
　　(2)誤差測量與參數(shù)辨識。提出了一種適用于現(xiàn)場的快速誤差測量方法,該方法采用移動攝像機(jī),固定標(biāo)靶方式,利用基于共面 P4P的單目視覺定位原理測量機(jī)器人末端在x-y向的定位誤差,

5、并借助激光位移傳感器測量z向誤差,從而有效的辨識出幾何誤差參數(shù),補(bǔ)償后機(jī)器人定位精度由1 mm提高至0.1 mm數(shù)量級。
　　在機(jī)器人-視覺系統(tǒng)與傳送帶標(biāo)定方面,提出一種基于單目視覺測量技術(shù)的標(biāo)定方法。該方法通過構(gòu)造距離度量特征實現(xiàn)視覺系統(tǒng)與傳送帶之間繞z軸的旋轉(zhuǎn)角度標(biāo)定,在此基礎(chǔ)上借助簡易標(biāo)靶,利用共面 P4P的單目視覺測量技術(shù)實現(xiàn)機(jī)器人與傳送帶的標(biāo)定。所提方法為提高機(jī)器人系統(tǒng)整體精度提供了重要保障。
　　本文研究成果對豐