基于改進(jìn)三角測量法的機(jī)器視覺引導(dǎo)系統(tǒng).pdf

1、工業(yè)機(jī)器人在進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)時，因?yàn)榫哂泻軓?qiáng)的靈活性和精確的操作性，在生產(chǎn)和加工的許多領(lǐng)域都具有極其普遍的應(yīng)用。當(dāng)今進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)器人多采用預(yù)設(shè)軌跡的方式進(jìn)行工件的生產(chǎn)加工操作。但這種方式有很大的局限性，一旦工件的位置相對預(yù)設(shè)位置有所偏差，這種單純依靠執(zhí)行預(yù)設(shè)軌跡的操作方式將不再能滿足實(shí)際要求?？紤]到機(jī)器視覺技術(shù)具有靈活性以及精確性這樣的優(yōu)勢，機(jī)器視覺技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的研究應(yīng)用已經(jīng)取得了可觀成果。
　　本篇論文研究的主要內(nèi)容是如何

2、將視覺引導(dǎo)技術(shù)引入機(jī)器人控制系統(tǒng)，并且應(yīng)用采集到的視覺信息進(jìn)行圖像處理，對圖像進(jìn)行目標(biāo)檢測以及特征提取，提取出物體的三維特征信息，作為位置信號對后續(xù)執(zhí)行模塊進(jìn)行位姿調(diào)整及后序加工操作。這種系統(tǒng)的優(yōu)勢在于改善了傳統(tǒng)機(jī)器人控制系統(tǒng)不能根據(jù)工件的加工環(huán)境以及實(shí)時位置改變操作路徑，只能機(jī)械重復(fù)規(guī)劃路徑的缺點(diǎn)，有效地融合了視覺引導(dǎo)技術(shù)及機(jī)器人控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，形成了一種更加高速有效并且具有很高精確度的系統(tǒng)，為工業(yè)機(jī)器人的加工提供了一種更加靈活，并且

3、可以根據(jù)給予工件的不同類別、不同的位置姿態(tài)實(shí)時調(diào)整工業(yè)機(jī)器人姿態(tài)的加工方式，具有更加靈活的使用方式和更加廣闊的適用范圍。
　　本系統(tǒng)的設(shè)計思路以及創(chuàng)新方案如下：
　?。?）應(yīng)用已經(jīng)具有豐富理論的圖像處理以及機(jī)器視覺的基本知識，先設(shè)計出能夠采集目標(biāo)工件位置以及姿態(tài)信息的算法。即應(yīng)用改進(jìn)光學(xué)三角測量法，形成雙目相機(jī)以及十字激光器為主體的立體視覺系統(tǒng)。首先由十字激光器的激光線獲取目標(biāo)工件所在平面的深度信息以及傾斜角度信息，可以由激

4、光線的長度信息得到；其次由雙目相機(jī)獲取目標(biāo)工件在所在平面的坐標(biāo)，可以由像素特征圓心坐標(biāo)信息得到；再測量目標(biāo)工件在該平面上旋轉(zhuǎn)的角度，可以由選作特征的直線在圖像上的傾斜角度轉(zhuǎn)化得到；最后整合獲得的各項(xiàng)信息。
　?。?）進(jìn)行改進(jìn)相機(jī)激光三角法測量法的系統(tǒng)標(biāo)定。首先應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)棋盤格對雙目相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，得到雙目相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)的數(shù)值；再對十字激光器的發(fā)射角進(jìn)行標(biāo)定，這樣就得到了散射角的數(shù)值，為后續(xù)深度信息以及傾斜角度信息的數(shù)值求解提

5、供數(shù)據(jù)來源。
　?。?）應(yīng)用前面步驟所述的算法，對機(jī)器視覺引導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行軟件以及硬件的選型。首先對應(yīng)硬件選用實(shí)際適合的功能模塊，包括十字激光器、雙目相機(jī)、機(jī)械臂、控制系統(tǒng)的選擇，依次設(shè)計出完整的硬件系統(tǒng)；再對軟件編寫工具進(jìn)行選擇。
　?。?）逐步實(shí)現(xiàn)特征的檢測以及對應(yīng)信息的提取，運(yùn)用已有算法進(jìn)行功能的設(shè)計實(shí)現(xiàn)，該過程包括對采集到的圖像進(jìn)行諸如二值化處理以及濾波降噪等一系列預(yù)處理，再應(yīng)用目標(biāo)檢測以及圖像識別的相關(guān)技術(shù)，測量出待加