基于Adept機(jī)器人的平面工件視覺定位與控制.pdf

1、近年來，計(jì)算機(jī)、數(shù)字圖像處理等技術(shù)得到了巨大發(fā)展，機(jī)器視覺技術(shù)也得到了越來越多的應(yīng)用。機(jī)器視覺可以說是工業(yè)機(jī)器人得到周圍環(huán)境信息的主要來源，既可以提高機(jī)器人的靈活性，也能夠增強(qiáng)機(jī)器人的自主性。工業(yè)機(jī)器人怎樣根據(jù)所得到的環(huán)境信息從而提取工件特征、識(shí)別出工件所屬的類型并且得到工件當(dāng)前所在的位置和姿態(tài)，可以說機(jī)器視覺是機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的重要手段之一。故本文以機(jī)器人的視覺定位和控制為研究方向，側(cè)重在平面工件的匹配定位上開展了深入的研究。所做

2、的主要工作有：
　　 (1)對(duì)機(jī)器視覺研究中常用到的攝像機(jī)標(biāo)定方法進(jìn)行了分析和比較，因?yàn)楸疚乃芯康囊曈X系統(tǒng)的攝像機(jī)安裝在工件所處平臺(tái)的頂部，與工件所在的平面的垂直距離是不變的，所以提出了一種具有針對(duì)性的非線性標(biāo)定的方法對(duì)本視覺系統(tǒng)進(jìn)行了手眼標(biāo)定，從而減輕了攝像機(jī)導(dǎo)致的圖像畸變的影響。最后再對(duì)校正的精度進(jìn)行了測(cè)量，取得了較好的結(jié)果。
　　 (2)從攝像機(jī)獲取到的工件圖像首先需要經(jīng)過優(yōu)化，本文采用直方圖均衡化的方法增強(qiáng)圖像

3、的對(duì)比度，再采用中值濾波的方法對(duì)圖像進(jìn)行平滑處理。最后提取出工件的邊緣特征為后面的圖像匹配做了準(zhǔn)備，通過采用幾種經(jīng)典的邊緣檢測(cè)算子對(duì)目標(biāo)工件圖像進(jìn)行邊緣提取，并分析比較得到以下結(jié)論：Canny算子因?yàn)榫哂卸ㄎ粶?zhǔn)確和響應(yīng)單一的特點(diǎn)，在幾種邊緣檢測(cè)算子中具有較好的檢測(cè)結(jié)果。
　　 (3)在研究了傳統(tǒng)圖像匹配方法的基礎(chǔ)上，提出一種改進(jìn)的基于Hausdorff距離和遺傳算法的工件識(shí)別方法。該方法把提取到的工件的邊緣信息作為匹配的特征，以

4、改進(jìn)的Hausdorff距離作為目標(biāo)工件邊緣相似性的度量準(zhǔn)則，再應(yīng)用遺傳算法對(duì)待匹配的圖像進(jìn)行快速搜索，并通過距離變換減少了算法的計(jì)算量，最終完成了目標(biāo)工件的圖像匹配。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：本文的方法能夠有效地檢測(cè)出具有平移、旋轉(zhuǎn)及尺度變換特性的目標(biāo)工件。
　　 (4)以Adept S650型工業(yè)機(jī)器人作為操作手臂，用CCD攝像機(jī)、圖像采集卡、運(yùn)動(dòng)控制器和PC機(jī)搭建了機(jī)器人視覺控制平臺(tái)，并給出圖像坐標(biāo)到機(jī)器人坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換算法，再結(jié)合前