水平視覺(jué)光電機(jī)器人軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、機(jī)器人是多學(xué)科交叉的高新技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域,是一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化實(shí)力的強(qiáng)有力的佐證。機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展日新月異,工業(yè)機(jī)器人在精度、效率和智能化集成度等方面都有了很大的提高,發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用:在信息反饋方面,基于視覺(jué)伺服的機(jī)器人系統(tǒng)通過(guò)直接從圖像中提取有用信息大大擴(kuò)展了信息窗口,是機(jī)器人感知能力的一次質(zhì)的提升;在下位機(jī)方面,使用運(yùn)動(dòng)控制卡對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制成為一種趨勢(shì),具有成本低、精度高、易于開(kāi)發(fā)等特點(diǎn)。本文內(nèi)容如下:
　　(1)視覺(jué)機(jī)器

2、人軟件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì):系統(tǒng)的硬件環(huán)境是以SCARA型水平四軸機(jī)器人為本體,固高運(yùn)動(dòng)控制卡作為核心控制板;軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境選擇Windows系統(tǒng)下Microsoft Visual Studio2008作為開(kāi)發(fā)平臺(tái),并且基于Qt應(yīng)用程序框架進(jìn)行開(kāi)發(fā)。軟件系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),主要分為算法模塊,視覺(jué)處理模塊和運(yùn)動(dòng)邏輯控制模塊等,主要的工作是這些模塊的設(shè)計(jì)、編碼以及測(cè)試;
　　(2)運(yùn)動(dòng)控制算法模塊設(shè)計(jì):此模塊負(fù)責(zé)軌跡規(guī)劃等任務(wù)的計(jì)算工作,本文采

3、用的方法是基于經(jīng)典的D-H方法建立機(jī)器人空間模型,首先求解機(jī)器人正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)空間和笛卡爾空間的插值算法,然后使用 Robotics Box進(jìn)行三維仿真,最后使用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)算法并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證;
　　(3)視覺(jué)處理模塊設(shè)計(jì):研究了機(jī)器人的視覺(jué)標(biāo)定和后續(xù)的圖像處理的方法,基于世界領(lǐng)先的視覺(jué)處理軟件Halcon完成相關(guān)開(kāi)發(fā),具體開(kāi)發(fā)的功能包括:攝像機(jī)標(biāo)定、機(jī)器人手眼關(guān)系標(biāo)定、灰度化、濾波去噪、二值化、形狀匹配等,

4、該模塊最終將圖像中的點(diǎn)轉(zhuǎn)化為機(jī)械臂關(guān)節(jié)空間矢量;
　　(4)運(yùn)動(dòng)腳本和邏輯控制設(shè)計(jì):使用 C++內(nèi)嵌 Lua解釋器的方法設(shè)計(jì)和解析自主設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)控制腳本,本文所設(shè)計(jì)的腳本實(shí)現(xiàn)了順序執(zhí)行、條件執(zhí)行和循環(huán)執(zhí)行等多種控制邏輯,并且支持邏輯控制的嵌套。
　　本文結(jié)合經(jīng)典軌跡規(guī)劃算法和插值算法,實(shí)現(xiàn)基于三次插值的直線、圓弧軌跡規(guī)劃算法,并對(duì)算法的實(shí)際效果進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證;視覺(jué)模塊標(biāo)定誤差較小,圖像處理后能較準(zhǔn)確提取出目標(biāo)物體重心坐標(biāo).。