基于雙目立體視覺的機(jī)械手精確定位系統(tǒng)

1、基于雙目立體視覺的機(jī)械手精確定位系統(tǒng)基于雙目立體視覺的機(jī)械手精確定位系統(tǒng)發(fā)布時間：20100124來源：中國自動化網(wǎng)類型：專業(yè)論文1011人瀏覽關(guān)鍵字：關(guān)鍵字：雙目立體視覺導(dǎo)讀：導(dǎo)讀：摘要：在機(jī)械手執(zhí)行任務(wù)的過程中，控制機(jī)械手定位到目標(biāo)位置是一個非常關(guān)鍵的問題。本文提出了一種基于雙目立體視覺的機(jī)械手自動定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，由雙目立體視覺系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)物的二維圖像計(jì)算出目標(biāo)物的三維坐...摘要：要：在機(jī)械手執(zhí)行任務(wù)的過程中，控制機(jī)械手定位到目

2、標(biāo)位置是一個非常關(guān)鍵的問題。本文提出了一種基于雙目立體視覺的機(jī)械手自動定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，由雙目立體視覺系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)物的二維圖像計(jì)算出目標(biāo)物的三維坐標(biāo)，然后根據(jù)此三維坐標(biāo)去控制機(jī)械手自動運(yùn)動到目標(biāo)位置。實(shí)驗(yàn)表明該系統(tǒng)能提高排爆機(jī)器人機(jī)械手的易操作性，大大提高了機(jī)械手的性能。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：雙目立體視覺標(biāo)定運(yùn)動控制TheThetargettargetpositioningpositioningsystemsystemofofamanipul

3、atmanipulatbasedbasedononbinocularbinocularstereostereovisionvisionWangWangWeiWeiLuoFeiLuoFeiJiangJiangLiangzhongLiangzhongQiQiHengnianHengnianAbstract:Abstract:TargetPositioningisveryimptantfamanipulatwhichimpliestocont

4、rolthemanipulatmovingtothepositionofatarget.Thispaperproposesthedesignofanautomaticallytargetpositioningsystembasedonbinocularstereovisiontechnicalwherethe3Dcodinateofatargetisacquiredthroughthebinocularstereovisionsubsy

5、stemthenthemanipulatwillbecontrolledtoperfmautomaticallytargetpositioningaccdingtothe3Dcodinateacquired.Theexperimentresultshowedthatthissystemhaveextendedtheabilityofamanipulatgreatly.KeyKeyWds:Wds:Binocularstereovision

6、CameracalibrationMotioncontrol機(jī)器人技術(shù)是涉及機(jī)械學(xué)、傳感器技術(shù)、驅(qū)動技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的一門綜合性高新技術(shù)，既是光機(jī)電一體化的重要基礎(chǔ)，又是光機(jī)電一體化技術(shù)的典型代表，它是多學(xué)科科技革命的必然結(jié)果。近年來，隨著機(jī)器人研究的不斷發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)開始源源不斷地向人類活動的各個領(lǐng)域滲透，結(jié)合這些領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)，各種各樣的具有不同功能的機(jī)器人被研制出來，并且在不同的應(yīng)用領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。例

7、如，美國Wolstenholme機(jī)器公司生產(chǎn)的MR5和MR7排爆機(jī)器人，能用于戶內(nèi)及戶外環(huán)境、適應(yīng)各種地形活動，完成排爆功能，已被美國軍方廣泛使用。排爆機(jī)器人是特種機(jī)器人的一種，主要用于在事發(fā)現(xiàn)場排除處理爆炸物及其他危險(xiǎn)物品。排爆機(jī)器人的多功能機(jī)械手，作為排爆機(jī)器人的完成抓取任務(wù)的主要執(zhí)行器，應(yīng)能完成包括抓取爆炸物在內(nèi)的一系列任務(wù)，對于排爆機(jī)器人來講尤為重要。排爆是一個充滿變化而復(fù)雜的過程，在排爆機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)的過程中，最關(guān)鍵的一步就是

8、控制機(jī)器人的多功能機(jī)械手去抓取目標(biāo)物，即控制機(jī)械手精確的定位到目標(biāo)物位置，完成抓取動作。目前世界上已投入使用的排爆機(jī)器臺計(jì)算機(jī)進(jìn)行支持。兩攝像頭將攝取的目標(biāo)物的圖像傳遞到后臺計(jì)算機(jī)，后臺計(jì)算機(jī)上的立體視覺子系統(tǒng)通過該兩幅二維圖像，計(jì)算出目標(biāo)物在攝像頭坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)，將其轉(zhuǎn)換為在機(jī)器人坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)，并將其傳給機(jī)器人本體上的嵌入式計(jì)算機(jī)，并由該嵌入式計(jì)算機(jī)完成手臂的運(yùn)動控制，控制手臂運(yùn)動到目標(biāo)物位置，從而實(shí)現(xiàn)自動目標(biāo)定位的功能。系

9、統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。2、雙目立體視覺子系統(tǒng)、雙目立體視覺子系統(tǒng)雙目立體視覺是指用兩臺性能相當(dāng)、位置固定的CCD攝像機(jī)，獲取同一景物的兩幅圖像，通過兩個攝像頭所獲取的二維圖像，來計(jì)算出景物的三維信息。在原理上比較類似人類的雙目視覺。組建一個完整的雙目立體視覺系統(tǒng)一般需要經(jīng)過攝像機(jī)標(biāo)定，圖像匹配，深度計(jì)算等步驟。2.1攝像機(jī)標(biāo)定在攝像機(jī)成像過程中，物體成像在圖像上的位置與空間中該物體表面相應(yīng)點(diǎn)的幾何位置有關(guān)，這些位置的相互關(guān)系，由攝像槍成像幾

10、何模型所決定，該幾何模型的參數(shù)稱為攝像機(jī)參數(shù)。這些參數(shù)必須由試驗(yàn)和計(jì)算決定，試驗(yàn)和計(jì)算的過程稱為攝像槍標(biāo)定。一般，攝像機(jī)的成像模型可用以下函數(shù)關(guān)系來描述：其中Ileft，Iright，分別為目標(biāo)的左，右圖像坐標(biāo)，Cleft，Cright則為目標(biāo)分別在左攝像機(jī)坐標(biāo)系和右攝像機(jī)坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)，而函數(shù)Hleft與Hright則代表了左攝像機(jī)和右攝像機(jī)的成像模型。利用張氏平面法可以方便的對Hleft與Hright進(jìn)行估計(jì)。在分別對左右攝像頭