基于開放式軟件平臺的機器人視覺伺服研究.pdf

1、機器人技術(shù)正向智能化、開放式、柔性化方向發(fā)展，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化機器人控制方法已經(jīng)不能適應(yīng)復(fù)雜多變的控制對象，必須提出新的機器人控制結(jié)構(gòu)(包括硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu))來滿足應(yīng)用需要。因此，機器人開放式控制器成為近年來機器人領(lǐng)域的一個研究熱點。 本文以對象管理集團(OMG)的通用對象請求代理結(jié)構(gòu)(CORBA)規(guī)范為設(shè)計藍本,提出了一種機器人開放式控制器軟件架構(gòu),在此軟件架構(gòu)平臺上著重研究了機器人視覺伺服控制,另外對攝像機標定、視覺系統(tǒng)和圖像

2、處理也進行了深入分析與研究。 本文回顧了機器人開放式控制器研究領(lǐng)域的發(fā)展和國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，對國內(nèi)外機器人視覺伺服的研究情況做了簡要介紹,并給出了視覺伺服控制系統(tǒng)的基本設(shè)計原理和方法。 機器人開放式控制器軟件平臺的設(shè)計必須解決軟件對象接口劃分以及對象模塊間的通信問題. 本文利用CORBA技術(shù)規(guī)范,運用軟件工程思想,采用統(tǒng)一建模語言(Unify Model Language, UML)建模方法設(shè)計并實現(xiàn)了機器人開放式軟件平

3、臺。 機器人視覺系統(tǒng)必須建立空間物體表面與圖像平面對應(yīng)點的成像關(guān)系，因而攝像機參數(shù)標定是必須解決的首要問題。本文在分析攝像機內(nèi)外參數(shù)模型的基礎(chǔ)上，給出了兩種攝像機標定方法。通過一定的矩陣變換,可直接標定出攝像機內(nèi)外參數(shù),實驗證明該方法有效地實現(xiàn)了攝像機成像模型的線性化，為實現(xiàn)視覺系統(tǒng)的目標準確定位奠定了基礎(chǔ)。 在攝像機精確標定后,根據(jù)機械手定位和目標跟蹤實驗的要求,本文著重介紹了機器人視覺系統(tǒng)和基本的圖像處理方法,并實現(xiàn)