工業(yè)機器人視覺引導(dǎo)關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、工業(yè)機器人已經(jīng)成為了先進制造業(yè)中不可替代的重要裝備，其應(yīng)用領(lǐng)域也正從汽車產(chǎn)業(yè)向一般工業(yè)延伸。工業(yè)機器人視覺引導(dǎo)技術(shù)作為當(dāng)前機器人實用性技術(shù)的研究熱點之一，為工業(yè)機器人在高柔性和高智能化生產(chǎn)線中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。標定是機器人視覺引導(dǎo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，標定精度直接影響機器人對工件的定位效果。同時，機器人視覺標定技術(shù)又是離線編程的前提。本文以工程中不同類型的機器人視覺產(chǎn)品為研究對象，從應(yīng)用角度出發(fā)分析了視覺引導(dǎo)系統(tǒng)的工作原理，重點研究了視覺引導(dǎo)系統(tǒng)標

2、定過程，探索了不同坐標系之間的變換關(guān)系求解算法。主要內(nèi)容有:
　　 1.分析不同應(yīng)用場合機器人視覺引導(dǎo)系統(tǒng)工作原理，分別建立2D、2.5D和3D視覺系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，并選取合適的圖像特征用于求解工件空間位置變化量。驗證了2.5D視覺系統(tǒng)中通過對同一物體不同高度的拍攝后，由圖像尺寸得出物體高度信息。
　　 2.提出基于空間向量的機器人與靶標位姿標定方法，通過裝有末端工具的機器人獲取靶標上的特征點坐標，并利用空間幾何知識建立靶標

3、坐標系與機器人世界坐標系的變換關(guān)系，采用現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)進行驗證。
　　 3.建立了基于2點的2D視覺引導(dǎo)系統(tǒng)手眼標定模型，利用工件上2個特征點獲取機器人工件坐標系和圖像坐標系變換關(guān)系中的3個參數(shù)。
　　 4.基于四元數(shù)建立攝像機坐標系到工件坐標系的變換方程，同時引用攝影測量學(xué)科中求解空間三維旋轉(zhuǎn)的算法以及對數(shù)據(jù)誤差的處理方法，建立攝像機共線條件方程并進行線性化處理，使用現(xiàn)有的測量間接平差方法建立誤差方程，實現(xiàn)了變換方程中參