基于機器視覺的移動目標(biāo)機器人抓取研究.pdf

1、目標(biāo)抓取是工業(yè)機器人在生產(chǎn)線上工作時要完成的最基本動作。目前大多數(shù)工業(yè)機器人的工作方式為示教再現(xiàn)方式，這種方法存在示教復(fù)雜，對工作環(huán)境結(jié)構(gòu)化程度要求高，不能快速適應(yīng)生產(chǎn)線上任務(wù)的變化等諸多缺點。因此本文結(jié)合機器視覺技術(shù)和機器人技術(shù)對傳統(tǒng)的工業(yè)機器人進行改造，利用視覺系統(tǒng)的反饋信息對機器人進行控制，改進了機器人的工作方式，能更好的適應(yīng)現(xiàn)代化的生產(chǎn)特征和要求。本文主要研究內(nèi)容包括:
　　 對機器人系統(tǒng)運動模型的建立和正逆運動學(xué)求解過

2、程進行分析，推導(dǎo)出了利用末端位姿直接求解關(guān)節(jié)角的公式，為機器人控制打下了基礎(chǔ)。在對已有研究進行分析之后，搭建了末端開環(huán)目標(biāo)抓取系統(tǒng)，并對工作原理進行了推導(dǎo)。提出了目標(biāo)抓取工作要完成的兩項基本任務(wù):目標(biāo)定位和機器人控制，為后續(xù)章節(jié)的研究重點理清了脈絡(luò)。針對本課題要完成任務(wù)的特點和要求，對視覺系統(tǒng)的硬件進行了選型。詳細分析了攝像機標(biāo)定過程及成像系統(tǒng)的模型，然后對目標(biāo)定位過程中使用到的圖像分割、目標(biāo)分類、圖像匹配、角點檢測、目標(biāo)定位和跟蹤等圖

3、像處理算法進行了比較和實驗，結(jié)果證明Sojka算子具有最佳的角點檢測效果，單目固定式系統(tǒng)采用可變形模板匹配方法，是求取平面目標(biāo)三維位姿的最優(yōu)方法，利用金字塔搜素算法能夠很好的提高匹配計算速度。
　　 通過坐標(biāo)系間位姿轉(zhuǎn)化關(guān)系，求得了機器人對目標(biāo)進行抓取需要的位姿。根據(jù)任務(wù)特點，在笛卡爾空間對抓取過程進行了路徑規(guī)劃。以待抓取目標(biāo)的形狀和機器人手爪結(jié)構(gòu)特征為依據(jù)，對如何獲取最優(yōu)抓取點進行了研究。利用串口通訊方式建立起了計算機與XRC