機器人手眼系統(tǒng)定位方法研究與實現(xiàn).pdf

1、關于機器人手眼關系的研究是視覺信息更好地應用于機器人領域的一個重要環(huán)節(jié)，逐漸成為該領域的研究熱點。手眼視覺系統(tǒng)能夠從攝像機獲取的圖像信息出發(fā)，計算空間物體的位置、形狀等幾何信息，實現(xiàn)空間目標定位。它在惡劣環(huán)境中的裝配、焊接、維修、搬運等工作中，能夠代替人類勞動，因此有著廣泛的應用前景。
　　本文主要研究手眼視覺系統(tǒng)的目標定位方法，實現(xiàn)了兩種標定算法的參數(shù)獲取過程，并且詳細地比較了二者的算法實現(xiàn)、實驗過程以及有效性。手眼系統(tǒng)的標定內(nèi)

2、容主要包括兩部分：攝像機內(nèi)部參數(shù)和手眼相對幾何關系（包括旋轉(zhuǎn)矩陣和位置矢量），在本課題中，這兩種算法的數(shù)學模型是相同的，都是基于“黑箱”思想，把攝像機內(nèi)部參數(shù)和手眼關系旋轉(zhuǎn)部分作為一個整體矩陣來獲得，在文中這個整體矩陣稱為常數(shù)矩陣。其中，第一種算法是基于恒定旋轉(zhuǎn)矩陣的，即末端執(zhí)行器與機器人基坐標系的旋轉(zhuǎn)關系保持不變的情況下，攝像機做一次沿光軸方向的移動，得到已知參考點的兩幅圖像，利用這兩幅圖像就可以同時獲得常數(shù)矩陣和位置矢量；第二種算法

3、是基于主動視覺系統(tǒng)的自標定方法，不需要已知參考物，借助攝像機作平移運動時得到的FOE點，分兩步實現(xiàn)系統(tǒng)的參數(shù)標定，首先通過做至少四次已知運動參數(shù)的純平移運動得到常數(shù)矩陣，然后借助常數(shù)矩陣再做兩次帶旋轉(zhuǎn)的運動就可以得到手眼關系位置矢量部分。
　　基于實驗室現(xiàn)有的MOTOMAN機器人視覺平臺，利用VC++和Matlab聯(lián)合編程，完成了兩種標定算法的軟件系統(tǒng)。根據(jù)標定過程和標定結(jié)果，得到實驗結(jié)論：第一種算法在標定過程中，攝像機沿光軸運動