Delta高速并聯(lián)機(jī)器人視覺(jué)控制技術(shù)及視覺(jué)標(biāo)定技術(shù)研究.pdf

1、本文密切結(jié)合電子、輕工、食品和醫(yī)藥等領(lǐng)域自動(dòng)化生產(chǎn)線高速輕載搬運(yùn)作業(yè)需求,研究基于視覺(jué)的機(jī)器人控制技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)快速標(biāo)定技術(shù),以及機(jī)器人-視覺(jué)系統(tǒng)與生產(chǎn)線傳送帶的標(biāo)定技術(shù),并以開(kāi)發(fā)具備視覺(jué)引導(dǎo)功能的少自由度高速包裝機(jī)器人為工程背景,將研究成果用于提高Delta機(jī)器人精度和抓取準(zhǔn)確性。全文取得了如下創(chuàng)造性成果:
　　在機(jī)器人視覺(jué)控制技術(shù)方面,構(gòu)建了基于位置的Dynamic Look-and-Move結(jié)構(gòu)的視覺(jué)控制系統(tǒng)方案,為實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)

2、傳送帶上散亂物料的快速抓放操作提供了重要保障,并在攝像機(jī)標(biāo)定、目標(biāo)方向定位和多目標(biāo)動(dòng)態(tài)跟蹤抓取三個(gè)方面形成特色:
　　(1)攝像機(jī)標(biāo)定。提出一種基于局部線性法的攝像機(jī)標(biāo)定方法,該方法采用通用標(biāo)定靶,僅需采集一副圖片即可確定攝像機(jī)的測(cè)量精度,進(jìn)而簡(jiǎn)化了視覺(jué)系統(tǒng)標(biāo)定過(guò)程。
　　(2)目標(biāo)方向定位。提出一種目標(biāo)邊緣極坐標(biāo)化和等角度離散的匹配方法,解決了目標(biāo)繞z軸旋轉(zhuǎn)角度定位問(wèn)題,具有定位精度高、計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

3、>　　(3)動(dòng)態(tài)目標(biāo)跟蹤抓取。提出“伺服電機(jī)+同步傳送帶”的動(dòng)態(tài)目標(biāo)跟蹤方法,該方法借助伺服電機(jī)編碼器實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)不重復(fù)識(shí)別和動(dòng)態(tài)跟蹤,并引入牛頓二分法計(jì)算動(dòng)態(tài)目標(biāo)抓取位置,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的高頻率實(shí)時(shí)抓取。
　　在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定方面,提出一種基于“單目視覺(jué)+激光位移傳感器”的機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)快速標(biāo)定方法,標(biāo)定后機(jī)器人精度得到顯著提高。該方法在機(jī)器人誤差建模、誤差測(cè)量和參數(shù)辨識(shí)方面形成特色:
　　(1)機(jī)器人誤差建模。構(gòu)造

4、了可將影響末端可補(bǔ)償與不可補(bǔ)償位姿精度幾何誤差源有效分離的誤差模型,并借助誤差靈敏度分析得出邊界誤差最敏感的結(jié)論,在此基礎(chǔ)上揭示出僅需檢測(cè)機(jī)器人末端全空間x、y向誤差及部分測(cè)點(diǎn)z向誤差即可有效實(shí)現(xiàn)幾何誤差參數(shù)的辨識(shí),為誤差測(cè)量與參數(shù)辨識(shí)提供了理論依據(jù)。
　　(2)誤差測(cè)量與參數(shù)辨識(shí)。提出了一種適用于現(xiàn)場(chǎng)的快速誤差測(cè)量方法,該方法采用移動(dòng)攝像機(jī),固定標(biāo)靶方式,利用基于共面 P4P的單目視覺(jué)定位原理測(cè)量機(jī)器人末端在x-y向的定位誤差,

5、并借助激光位移傳感器測(cè)量z向誤差,從而有效的辨識(shí)出幾何誤差參數(shù),補(bǔ)償后機(jī)器人定位精度由1 mm提高至0.1 mm數(shù)量級(jí)。
　　在機(jī)器人-視覺(jué)系統(tǒng)與傳送帶標(biāo)定方面,提出一種基于單目視覺(jué)測(cè)量技術(shù)的標(biāo)定方法。該方法通過(guò)構(gòu)造距離度量特征實(shí)現(xiàn)視覺(jué)系統(tǒng)與傳送帶之間繞z軸的旋轉(zhuǎn)角度標(biāo)定,在此基礎(chǔ)上借助簡(jiǎn)易標(biāo)靶,利用共面 P4P的單目視覺(jué)測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與傳送帶的標(biāo)定。所提方法為提高機(jī)器人系統(tǒng)整體精度提供了重要保障。
　　本文研究成果對(duì)豐