基于微裝配系統(tǒng)的多目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別研究.pdf

1、隨著微納米科學(xué)領(lǐng)域技術(shù)的不斷進(jìn)步，設(shè)備的微小化正在成為工業(yè)制造的熱門發(fā)展方向。如今，微型設(shè)備在各個(gè)研究領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，比如在霍金最新提出的“突破攝星”計(jì)劃里，就有微型飛船的概念。微觀世界的工作空間小，操作對(duì)象尺寸一般在微米甚至納米級(jí)別，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)操作方法的精度限制，因此，微操作機(jī)器人作為一種探究微觀世界的重要手段，備受世界各國研究者的關(guān)注。本文針對(duì)ICF（Inertial Confinement Fusion）核聚變微型靶的組裝任

2、務(wù)，專門設(shè)計(jì)了一套機(jī)器人裝配系統(tǒng)，采用顯微視覺作為任務(wù)空間中各目標(biāo)位置和姿態(tài)信息的反饋手段，并對(duì)顯微圖像中的多目標(biāo)檢測(cè)、識(shí)別和定位方法進(jìn)行了研究。
　　本文首先分析了靶裝配任務(wù)的工藝標(biāo)準(zhǔn)和精度要求，詳細(xì)介紹了微裝配機(jī)器人系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，并論述了系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)框架，通過實(shí)際的操作實(shí)驗(yàn)證明了本套系統(tǒng)在裝配功能上的可靠性。
　　根據(jù)顯微圖像的成像特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境干擾，直接使用采集的圖片來識(shí)別任務(wù)空間中的多個(gè)目標(biāo)會(huì)產(chǎn)生較高的錯(cuò)誤率。顯

3、微圖像需要使用一系列預(yù)處理方法，削弱噪聲影響和凸顯目標(biāo)特征，通過灰度轉(zhuǎn)化減少圖像數(shù)據(jù)；使用濾波和形態(tài)學(xué)處理消除噪聲、微塵和細(xì)絲干擾；通過邊緣和改進(jìn)的輪廓檢測(cè)方法提取目標(biāo)輪廓鏈圖像，使用分割算法獲取每個(gè)目標(biāo)的輪廓圖。由于系統(tǒng)中目標(biāo)形狀特點(diǎn)突出，使用形狀特征和放射不變矩特征能夠很準(zhǔn)確地表示目標(biāo)的本質(zhì)，本文選取了組合特征作為識(shí)別的依據(jù)。
　　為了避免對(duì)靶零件的盲目夾取和釋放，文中提出了操作對(duì)象的中心定位和姿態(tài)估計(jì)的算法，成功計(jì)算出了目標(biāo)