基于视觉引导的机器人智能抓取技术研究.pdf

摘要摘要工业机器人自20世纪60年代初问世以来,其研究、开发及应用~直受到企业与科学家的关注,广泛应用于化工生产、设备安装、道路施工、机械制造、凿岩采矿等诸多领域。从过去的研究现状和未来的发展趋势来看,越来越重视将视觉系统应用到工业机器人上,对自动化车间能够提高工业机器人的生产效率并且降低人工操作成本。把计算机视觉技术运用到视觉引导上面,经过图像处理将目标物体的位置确定,给工业机器人完成特定的动作指引方向,故此视觉系统的正确定位对于引导效果具有重要的影响。本文视觉引导的工业机器人是基于自动化车间生产线上提出的,工业机器人和数控机床构成机器人单元,对此考虑加入视觉识别系统,在视觉图像处理进行了相关理论研究。本文的研究目的是通过视觉定位引导机器人完成对Logo工件智能抓取,完成图像处理中的图像分割、模具工件的精确定位。主要内容有: 首先对目标Logo工件特征进行分析,鉴于该形状面积大小适中,边界轮廓渐变、突变特点,采用面积周长对其描述。另分析特征形状和质量,采用平移型手抓对其进行抓取规划,确定机器人运动关系和目标位姿间的转换。其次主要进行图像处理。先对摄像机标定的传统算法进行研究,结合本系统考虑畸变因素提出增广型摄像机标定法。针对二值化分割,目的在于后续求得工作质心与角度。因本实验工件与背景色的问题,先进行普通阂值二值化处理得到的结果令人并不是很满意,所以结合具体情况,对算法进行优化,采用基于6色调的黑白化处理。最后,先做工件最后的定位分析和求解工件摆放角度。再结合本文研究成果,通过课题组在广东某企业开发的机器人生产线的背景下,在原有系统平台上开发了机器人的视觉系统,并对机器人生产线的智能化问题的进一步研究做出展望。关键词:工业机器人;图像处理;摄像机标定;机器视觉万方数据广东工业大学硕士学位论文万方数据 ABSTRACT AB STRACT Since the beginning of the 960s,the research,development and application of Industrialrobot have been concerned oftheentrepreneurs and been widely used in chemical production,equipment installation,road construction,machinery manufacturing,mining and theresearch status and developing trend inthe future,more andmore attention tothevisualsystem thathave been applied totheindustrial robot,Toimprove theindustrialrobot production efficiency and reduce operation puter vision technology that isapplied to the visual theimage processing,to determine thelocation ofthetargetobject,to guide the direction ofindustrial robot plete specific ,the positioning accuracy ofthevision system plays animportant roleinguiding effection Inthispaper,the visual guiding industrial robots isbased on automation workshop production line,machine robot stitute ofrobos aply the visual recognition purpose ofthisstudy isthrough the vision guided robot intelligent grab mould parts,precise positioning of image processing in the image main contents includes thefollowing aspects: First,thetargetLogo parts features was analyz