基于工業(yè)機器人的視覺伺服控制技術的研究.pdf

1、機器人視覺伺服控制是實時圖像處理、機器人運動學、控制理論、計算機技術以及實時計算等領域的融合，是計算機視覺研究前沿的一個重要分支。本文在總結了目前機器人視覺伺服控制技術發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上，以一種工業(yè)機器人為研究對象，針對機器人視覺伺服控制中的圖像特征提取、手眼視覺系統(tǒng)標定、視覺伺服控制方法等技術進行了研究。 建立了系統(tǒng)硬件平臺并求解了適合該機器人的運動學正解和逆解，針對所研究的機器人，建立了其數(shù)學模型，在此基礎上求取了運動學正解、

2、逆解及機器人雅克比矩陣。 在圖像特征提取中首先對比研究了各種圖像濾波算子去除噪聲的效果，通過實驗驗證了中值濾波算子效果較好，對比了單目標識別中采用的圖像矩法和投影法，兩種方法都可以準確地找到目標中心，但是圖像矩法計算時間較短。改進了用四鄰接點或八鄰接點處理圖像的常用方法，利用六鄰接點處理圖像并結合圖像矩法尋找各個目標質(zhì)心實現(xiàn)了多目標的識別。 研究了攝像機標定及成像原理，在傳統(tǒng)的攝像機標定原理基礎上改進了常用的手眼視覺系統(tǒng)

3、標定方法，設計了一種基于機器人外臂坐標系與基坐標系旋轉矩陣恒定的手眼視覺系統(tǒng)標定方法，使得目標定位算法與參數(shù)標定的過程大大簡化。 研究了基于圖像雅克比矩陣的視覺伺服控制方法。求取了本文條件下的圖像雅克比矩陣，以工業(yè)機器人為對象，建立了仿真模型，分別對基于圖像的視覺伺服控制方法在加入噪聲和未加入噪聲兩種情況下進行了仿真實驗；設計了手眼視覺系統(tǒng)標定實驗，結果表明本文的方法標定精度較高，能夠較好地滿足視覺伺服系統(tǒng)要求；利用手眼視覺系統(tǒng)