基于視覺的機(jī)器人碼垛過程監(jiān)控與診斷的研究.pdf

1、基于視覺的工業(yè)機(jī)器人操作過程狀態(tài)監(jiān)控與故障診斷是當(dāng)前機(jī)器視覺領(lǐng)域的研究新方向之一，有著重要的理論意義和廣泛的應(yīng)用前景。本文在對碼垛機(jī)器人的碼垛過程進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用有關(guān)機(jī)器視覺及運(yùn)動目標(biāo)跟蹤的理論及方法，對基于視覺的機(jī)器人操作過程的監(jiān)控與診斷進(jìn)行了詳細(xì)的研究。 本文的主要研究內(nèi)容及成果如下： 首先，針對運(yùn)動箱體的識別及環(huán)境光照變化問題，本文采用了基于顏色和形狀特征的方法對箱體識別進(jìn)行研究。顏色的色調(diào)對環(huán)境光照條件有很

2、好的穩(wěn)定性，同時箱體的顏色與周圍環(huán)境的顏色不同且箱體為矩形，利用這些特點(diǎn)，監(jiān)控與診斷系統(tǒng)首先用顏色的色調(diào)特征快速地從環(huán)境中分離出目標(biāo)；然后用圖像中心矩識別出箱體及運(yùn)動狀態(tài)。 其次，針對監(jiān)控系統(tǒng)的快速實(shí)時性要求，本文對多項(xiàng)式擬合預(yù)測和卡爾曼濾波預(yù)測等跟蹤算法進(jìn)行了研究。對運(yùn)動箱體采用了跟蹤窗的方式進(jìn)行實(shí)時跟蹤。在進(jìn)行圖像處理時，只處理跟蹤窗內(nèi)的部分圖像，這樣做既減少了系統(tǒng)對圖像中無關(guān)信息的處理時間，又提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。

3、 然后，對機(jī)器人碼垛過程和碼垛過程存在的危險及故障進(jìn)行了分析，并采用了基于最小二乘法的線性擬合對箱體的運(yùn)動軌跡曲線進(jìn)行直線擬合。在此基礎(chǔ)上，就可以判斷箱體運(yùn)動的位置是否在擬合運(yùn)動軌跡的許可范圍內(nèi)及速度是否超過限速等內(nèi)容，從而診斷出各種不同的故障。 最后，采用基于虛擬儀器的圖形化編程語言LabVIEW 編寫程序，實(shí)現(xiàn)實(shí)時處理算法，并對實(shí)時處理效果進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)求證。在程序設(shè)計中采用了模塊化編程方法和多種優(yōu)化處理技術(shù)，使監(jiān)控系統(tǒng)性能