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视觉引导技术在工业机器人智能抓取中的应用

作　者: 吕游
导　师: 王健强
学　校: 合肥工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 工业机器人视觉引导目标识别位姿计算
分类号: TP242.62
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 318次
引　用: 7次
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内容摘要

目前,在生产中应用的工业机器人,一般采用示教再现或离线编程的方式工作,只能重复完成预先规划好的动作,对于加工对象以及工作环境的感知能力低。近年来兴起的计算机视觉技术以其获取的信息量大、检测精度高、检测范围广等特点,已在众多领域中得到了应用,从而为提升工业机器人智能化程度提供了新的思路。从工作场景中识别并准确抓取指定物体,是工业机器人应用中的基本问题之一。本文以该问题为切入点,以计算机视觉的理论与技术为基础,对面向工业机器人智能抓取的视觉引导技术进行了研究,提出了一种基于计算机视觉引导的解决方案,并对该方法中的目标识别、目标位姿计算等关键问题给出了求解方法。旨在将计算机视觉这一新兴技术引入工业机器人应用当中,以提高工业机器人的感知能力和智能水平。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
致谢  7-13
第一章绪论  13-20
  1.1 计算机视觉技术简介  13-14
  1.2 国内外研究与应用状况  14-18
    1.2.1 计算机视觉技术的研究现状  14-16
    1.2.2 计算机视觉技术的应用  16-18
  1.3 本课题的研究内容和意义  18-19
  1.4 论文的组织安排  19-20
第二章工业机器人智能抓取技术与视觉引导技术  20-39
  2.1 引言  20-23
  2.2 工业机器人智能抓取技术  23-26
    2.2.1 目标识别和目标位姿求取  24-25
    2.2.2 抓取规划  25-26
  2.3 工业机器人视觉系统  26-28
    2.3.1 根据摄像机与工业机器人的相互位置分类  26-27
    2.3.2 根据摄像机数目分类  27-28
    2.3.3 根据控制模型分类  28
  2.4 工业机器人视觉引导技术的基本理论和方法  28-38
    2.4.1 摄像机模型  28-31
    2.4.2 摄像机参数标定  31-33
    2.4.3 工业机器人手眼标定  33-36
    2.4.4 双目立体视觉原理  36-37
    2.4.5 结构光视觉原理  37-38
  2.5 本章小结  38-39
第三章面向工业机器人智能抓取的视觉引导系统  39-55
  3.1 视觉引导系统方案  39
  3.2 视觉引导系统架构及控制策略  39-46
    3.2.1 视觉系统架构  39-41
    3.2.2 视觉系统控制流程  41-42
    3.2.3 视觉系统3D 模型数据结构  42-46
  3.3 图像的采集和处理  46-54
    3.3.1 视觉图像采集和预处理  46-47
    3.3.2 图像特征检测  47-52
    3.3.3 模型特征的建立  52-54
  3.4 本章小结  54-55
第四章目标识别与位姿算法  55-70
  4.1 目标识别  55-56
  4.2 位姿估算及优化  56-60
    4.2.1 基于P4P 问题的位姿算法  57-59
    4.2.2 递推最小二乘法的优化  59-60
  4.3 位姿检验  60-62
    4.3.1 检验方法的确立  60-61
    4.3.2 投影计算  61-62
  4.4 实验与结论  62-69
    4.4.1 摄像机参数标定  62-64
    4.4.2 图像特征检测  64-66
    4.4.3 位姿估算及位姿验证  66-69
  4.5 本章小结  69-70
第五章总结与展望  70-71
参考文献  71-74
附录: 实验所用模型数据文件  74-76
攻读硕士期间发表的学术论文  76-77

视觉引导技术在工业机器人智能抓取中的应用

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