雙目測量及其在機械臂作業(yè)任務自適應中的應用研究.pdf

1、智能化是機器人技術(shù)未來的發(fā)展方向，視覺和機械臂是其能夠像人一樣從事各種工作任務不可缺少的組成部分。本課題以當前國內(nèi)外機器人技術(shù)的研究現(xiàn)狀為背景，主要圍繞機器人進行任務作業(yè)時，視覺系統(tǒng)與機械臂系統(tǒng)如何更好的配合工作進行研究，目的在于設(shè)計一套可行的方案，實現(xiàn)機器人利用視覺系統(tǒng)完成目標物體的識別和定位，通過空間位姿關(guān)系的變換，規(guī)劃出合理的機械臂運動軌跡，使機器人能夠自主完成對目標的抓取、放置等任務。
　　本課題針對機器人的雙目視覺系統(tǒng)，

2、主要研究了如何通過人機交互的圖像分割方式，將目標從二維圖像中識別和提取出來，然后根據(jù)所分割出的前景進行特征檢測，通過立體匹配算法得到另一視圖中相應的像素坐標，最后利用雙目測量原理對特征點的三維坐標進行計算，并根據(jù)特征點的分布估計出目標物體在視覺坐標系中的位置和姿態(tài)，為機器人作業(yè)提供視覺引導。
　　針對機械臂在運動時需要保持快速、平穩(wěn)、以及避免奇異構(gòu)型出現(xiàn)的問題，課題首先對所使用的機械臂采用D-H方法建立幾何連桿模型，求出其運動學方

3、程，然后進行作業(yè)軌跡規(guī)劃。為了解決機械臂在笛卡爾空間軌跡規(guī)劃計算量大、存在奇異構(gòu)型的問題，采用了笛卡爾空間與關(guān)節(jié)空間相結(jié)合的方法，引入 NURBS算法對其運動軌跡進行規(guī)劃，有效避免了機械臂位置、速度、加速度等參數(shù)的突變帶來的沖擊。
　　為了將視覺系統(tǒng)下目標的位姿轉(zhuǎn)換到機器人的基坐標系下，需要預先標定出雙目相機在機器人基坐標系中的變換矩陣。課題在研究的過程中，為了有效降低視覺系統(tǒng)的機械制造誤差、安裝誤差等因素的影響，提出了一種基于機